DIDACTICA APLICADA DE LA FÍSICA EN LA EDUCACIÓN SECUNDARIA

Prólogo ... 11
1. La enseñanza de la física. Aspectos didácticos ....... 13
Objetivos de aprendizaje ..... 13
Glosario .... 14
1.1. La didáctica de las ciencias experimentales: el punto de partida ............. 15
1.2. Métodos de enseñanza para las ciencias ..... 15
1.2.1. Método de indagación en la enseñanza de las ciencias (IBSE) ........ 15
1.2.2. El proceso de la investigación .... 21
1.2.3. La globalización: una necesidad a enfatizar de nuevo ..... 23
1.3. Procedimientos para la enseñanza de las ciencias ..... 25
1.3.1. De la física cercana a la física recreativa ..... 25
1.3.2. Enunciar y resolver problemas: un nuevo enfoque ..... 26
1.4. Las TIC en la enseñanza de las ciencias .... 32
1.4.1. La representación de los fenómenos: las simulaciones .... 33
1.5. Los medios audiovisuales en la enseñanza de la ciencia: elementos motivadores que contextualizan el aprendizaje .... 36
1.6. El laboratorio y los talleres científicos ..... 38
1.6.1. El laboratorio .... 39
1.6.2. Los talleres científicos ..... 41
1.7. Las secuencias de enseñanza y aprendizaje (SEA): la programación investigadora .... 42
1.8. La evaluación ..... 47
Resumen .... 51
Preguntas finales de autoevaluación ..... 51
2. El movimiento y las fuerzas .... 53
Objetivos de aprendizaje ..... 53
Educación en valores ..... 54
Didáctica aplicada de la física en la educación secundaria
6
Glosario ..... 54
Experimento discrepante del capítulo 2: ¿Rodar o deslizar? .... 55
2.1. El movimiento y su descripción vectorial ..... 56
2.1.1. Celeridad y velocidad .... 59
2.1.2. Aceleración .... 61
2.2. La razón del movimiento: la existencia de fuerzas .... 67
2.2.1. El concepto de inercia: la primera ley de Newton .... 67
2.2.2. El concepto de fuerza: la segunda ley de Newton ... 70
2.2.3. No se puede tocar sin ser tocado: la tercera ley de Newton... 81
2.3. El uso de las leyes de Newton: combinación, descomposición y predicción del movimiento .... 84
2.3.1. Objetos unidos por cuerdas: el principio de D’Alembert .... 87
2.4. Fuerzas de especial interés en el movimiento ..... 91
2.4.1. Fuerza centrípeta-centrífuga .... 91
2.4.2. Fuerza a distancia: la fuerza gravitatoria .... 94
2.4.3. Fuerza gravitatoria-fuerza centrípeta ....... 96
2.4.4. Fuerza magnética como interacción ...... 98
Resumen ...... 99
Preguntas finales de autoevaluación .... 100
3. Fluidos ..... 103
Objetivos de aprendizaje ..... 103
Educación en valores .... 103
Glosario ...... 104
Experimento discrepante del capítulo 3: La pelota mágica y el embudo..... 104
3.1. Estática de fluidos .... 105
3.1.1. Concepto de presión ..... 105
3.1.2. Hidrostática .... 113
3.2. Dinámica de fluidos .... 119
3.2.1. Ecuación de continuidad .... 120
3.2.2. Principio de Bernoulli .... 121
Resumen ..... 128
Preguntas finales de autoevaluación ... 128
4. Energía .... 131
Objetivos de aprendizaje ...... 131
Educación en valores ..... 132
Glosario .... 132
Índice
7
Experimento discrepante del capítulo 4: La lata que vuelve ¿sola? ...... 133
4.1. Concepto de energía. Unidades .. 133
4.1.1. La energía conduce al concepto físico de trabajo .... 136
4.2. La energía de los cuerpos: la energía mecánica ..... 138
4.2.1. Energía cinética ...... 139
4.2.2. Energía potencial ...... 139
4.2.3. Energía mecánica y su conservación ...... 140
4.2.4. Transferencias y transformaciones de la energía: distintos casos ....... 145
4.3. Estudio energético de los sistemas: problemas más relevantes..... 151
4.3.1. Sistemas enlazados .... 151
4.3.2. El péndulo ..... 153
4.3.3. El péndulo balístico y el concepto de la cantidad de movimiento 153
4.3.4. Máquinas simples .... 155
4.3.5. Potencia y rendimiento .... 159
4.3.6. Rendimiento o eficiencia ..... 161
Resumen ..... 162
Preguntas finales de autoevaluación .... 163
5. Electricidad y magnetismo ..... 165
Objetivos de aprendizaje ..... 165
Educación en valores ..... 166
Glosario ..... 166
Experimento discrepante del capítulo 5: El circuito magnético abierto y cerrado ..... 167
5.1. Electricidad ..... 168
5.1.1. Fenómenos electrostáticos ... 168
5.1.2. Las fuerzas fundamentales de la naturaleza .... 170
5.1.3. Principios de electrostática .... 173
5.1.4. Electrodinámica (circuitos eléctricos) ...... 186
5.2. Magnetismo ...... 200
5.2.1. El campo magnético de la Tierra: un protector de la vida ..... 205
5.2.2. Electroimán ..... 206
5.3. Inducción electromagnética ..... 206
5.3.1. El alternador y las centrales eléctricas: la base de la civilización actual .... 211
5.3.2. Ejemplos actuales del empleo de la inducción electromagnética ...... 212
Resumen ... 213
Preguntas finales de autoevaluación ..... 214
Didáctica aplicada de la física en la educación secundaria
8
6. La propagación del sonido, la luz y el calor: las ondas ..... 217
Objetivos de aprendizaje .... 217
Educación en valores .... 218
Glosario ..... 218
Experimentos discrepantes del capítulo 6 ..... 219
6.1. Las ondas y el sonido ..... 220
6.1.1. El sonido ..... 224
6.2. La luz ..... 230
6.2.1. Fenómenos ópticos de la luz .... 238
6.2.2. Lentes y sus usos .... 248
6.3. Calor ..... 255
6.3.1. Relación del calor con la materia .... 258
6.3.2. Propagación del calor .... 269
Resumen ... 274
Preguntas finales de autoevaluación ..... 275
7. Fuentes de energía ....... 277
Objetivos de aprendizaje ..... 277
Educación en valores .... 278
Glosario .... 278
Experimento discrepante del capítulo 7: ¿luz y movimiento o calor y movimiento?.. 279
7.1. Fuentes de energía ... 280
7.1.1. Origen y recorrido histórico de la energía ... 280
7.1.2. Fuentes y formas de energía .... 281
7.1.3. Energías renovables ..... 285
7.1.4. Energías no renovables .... 297
7.2. Relación entre fuentes de energía y medioambiente .... 308
Resumen ..... 311
Preguntas finales de autoevaluación .... 312
Bibliografía .... 315
Índice
9
Contenidos digitales
Anexos web
II. Formulario
II. Datos, constantes físicas y unidades
Vídeos
Webgrafía

Este texto compendia los aspectos más importantes de la física de una forma globalizada y didáctica. ¿Cómo explicamos el concepto de calor de una forma vivencial y duradera? ¿Existe un smartwatch que se carga con tu calor corporal? ¿Por qué Usain Bolt es el corredor más rápido del mundo? ¿Hay física en un parque de atracciones? ¿Se puede utilizar de forma didáctica?
Entre estas páginas se encuentra la respuesta a estas y otras muchas cuestiones a partir de experimentos discrepantes; preguntas iniciales; prácticas con TIC; actividades y experimentos de aula y laboratorio. También se desarrollan fichas y preguntas de autoevaluación, con el objeto de despertar a través de la indagación inquietudes científicas, poniendo a veces en juego definiciones que, debido a su sencillez, parecen no tener rigor científico, como por ejemplo el concepto de energía. Existen muchas definiciones de energía, pero quizás la más sencilla de todas podría ser esta: energía es lo que hace que las cosas funcionen. Sin duda, una explicación entendible desde los alumnos de educación infantil hasta los de la universidad...