PLANIFICANDO EL VIDEO

Nombre del estudiante: Oscar Andrés Arroyo Chavarría

INVESTIGACIÓN SOBRE USOS PEDAGÓGICOS DE LOS VIDEOS:

Introducción de temáticas a estudiar: los videos permiten dar a conocer un tema nuevo al

estudiantado. Esto favorece la comprensión de los tópicos a estudiar. Por ejemplo, se puede

introducir la temática de los diferentes tipos de movimiento con un video que generalice

conceptualmente y con ejemplos cada uno.

Complemento de temáticas estudiadas: en temáticas que presentan un nivel de dificultad elevado,

el uso de los videos favorece su comprensión. Por ejemplo, en los temas que incluyan diagramas

de compleja elaboración para la explicación de las temáticas de dinámica.

Conclusión de temáticas estudiadas: al finalizar una unidad temática, la presentación de un video

que contenga un ejemplo real del fenómeno estudiado permite completar exitosamente la

transferencia del aprendizaje. Por ejemplo, al finalizar el tema de electricidad y magnetismo, se

puede presentar un video que explique la generación de la corriente eléctrica y sus diversos usos

en los circuitos eléctricos.

TEMÁTICA: Física Moderna.

DESCRIPCIÓN DE LA POBLACIÓN: Estudiantes de undécimo año.

DESCRIPCIÓN DEL ABORDAJE DE LA TEMÁTICA: El video se sustenta en un enfoque cognoscitivo.

Busca la comprensión de la teoría de la relatividad postulada por Albert Einstein de manera que el

estudiantado alcance los conocimientos necesarios para la explicación de los fenómenos físicos en

los sistemas de referencia inerciales en comparación con la mecánica newtoniana.

Al respecto Posner (2005), menciona que “las escuelas enfatizan demasiado el aprendizaje de

memoria y no ponen suficiente atención en la comprensión y el razonamiento reales. El currículo

necesita permitir a los estudiantes que desarrollen su propio conocimiento con base en lo que ya

conocen y saber utilizar ese conocimiento en actividades con fines determinados que requieren

tomar decisiones, resolución de problemas y emisión de opiniones” (p. 68).

Como sustento del enfoque en la propuesta del video, se consideran las siguientes

conceptualizaciones:

Concepto de Objetivos: construye su propio conocimiento en base a su medio social y físico. El

aprendizaje es continuo y progresivo.

Concepto de Contenido: promueve el desarrollo de conocimiento, habilidades, actitudes y hábitos

para la investigación.

Concepto de Metodología: animar al estudiante a desarrollar su personalidad, aprender a ser,

hacer y convivir.

Concepto de Profesor: Su rol es principal, ya que es mediador entre el conocimiento y el alumno,

debido a que el sujeto aprende con un objeto (persona, libro, casete) por lo que debe ser

dinámico, motivador y realista.

Concepto de Estudiante: debe ser realista, emprendedor y capaz de construir su conocimiento.

Evaluación: considerar las potencialidades del estudiante, los ritmos y las diferentes

personalidades.

ACTIVIDADES PARA UTILIZARLO PEDAGÓGICAMENTE: El video será utilizado como actividad

complementaria en la enseñanza de la unidad de la Física Moderna.

Se debe considerar que el estudiantado tiene sustentos teóricos previos a la presentación del

video, ya que la temática se encuentra al final del programa de Física de la Educación

Diversificada.

1- Antes de iniciar con la temática se pretende que el docente realiza un diagnóstico que

permita visualizar los conocimientos de los estudiantes en el tema de marcos de

referencia newtonianos. A partir de este diagnóstico, se retoman los aspectos en los

cuales se considere que el estudiantado presenta mayores dificultades por los vacíos

conceptuales.

2- El docente realiza una exposición teórica de la teoría de la relatividad, desde el punto de

vista cualitativo. No se estudia ningún tipo de cálculo en esta parte de la mediación, ya

que la parte cuantitativa se introduce durante el video.

3- El video se presenta al estudiantado y se le solicita que preste especial atención a la

diferencia existente entre los sistemas de referencia inerciales relativistas y newtonianos.

Se pueden hacer pausas durante el video para aclarar las dudas que presente el

estudiantado o incluso para hacer periodos cortos de debates entre los estudiantes.

4- Finalmente, en grupos, se les solicita al estudiantado que elabore un cuadro comparativo

de al menos 5 elementos entre los sistemas de referencia inerciales relativistas y

newtonianos, los cuales serán expuestos en una ponencia.

PLANIFICACIÓN CURRICULAR:

BUSCANDO IMÁGENES

IMÁGENES REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

http://www.dyanfield.com/2010/11/biografia-de-albert-einstein-resumen.html

http://www.biografiasyvidas.com/biografia/n/newton.htm

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1269

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1269

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1270

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1270

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1275

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1280

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1281

Young, H.

Freedmann, R.

(2009). Física

Universitaria

con Física

Moderna.

Pearson:

México; p.

1282

VIDEO Y MÚSICA

Por la naturaleza de la temática, se consideró pertinente no añadir ningún tipo de música al video.

PLANIFICANDO CADA ESCENA

La temática permite dividir el video en 3 tiempos: Introducción, Desarrollo y Conclusión.

Teoría de la Relatividad

Escena 1: Introducción

Albert Einstein propone la Teoría de la Relatividad Especial en 1905, a la edad de 25 años.

Rompe con el paradigma de pensamiento Newtoniano del tiempo y el espacio: algunos postulados

contradicen la intuición pero concuerdan de manera correcta con las observaciones

experimentales.

Se fundamenta en dos postulados:

Escena 2: Desarrollo

Primer postulado de Einstein: El principio de relatividad, que afirma que todas las leyes de la

Física son las mismas en todos los marco de referencia inerciales.

Ejemplo: la fuerza electromotriz (fem) que induce en una bobina de alambre un imán permanente

que se mueve cerca de ella. En un marco de referencia donde la bobina está inmóvil, el imán en

movimiento provoca un cambio de flujo magnético a través de la bobina, y esto induce una fem.

En un marco de referencia diferente, donde el imán está inmóvil, el movimiento de la bobina a

través de un campo magnético induce la fem. De acuerdo con el principio de relatividad, ambos

marcos de referencia son igualmente válidos. Por consiguiente, se debe inducir la misma fem en

las dos situaciones. Experimentalmente esto es lo que ocurre, así que la ley de Faraday es

congruente con el principio de relatividad.

Segundo postulado de Einstein: A lo largo del siglo XIX, casi todos los físicos creían que la luz

viajaba a través de un medio hipotético al que llamaban éter, tal como las ondas sonoras viajan

por el aire. De ser así, la rapidez de la luz medida por observadores dependería del movimiento de

éstos con respecto al éter y, por lo tanto, sería distinta en diferentes direcciones. El salto

conceptual de Einstein consistió en reconocer que, si las ecuaciones de Maxwell eran válidas en

todos los marcos inerciales, entonces la rapidez de la luz en un vacío también debería ser la misma

en todos los marcos y en todas direcciones.

El segundo postulado de Einstein: afirma que la rapidez de la luz en un vacío es la misma en todos los marcos de referencia inerciales y es independiente del movimiento de la fuente.

Considere la siguiente situación. Una nave espacial que pasa cerca de la Tierra a 1000 m/s dispara

un misil hacia adelante con una rapidez de 2000 m/s (con respecto a la nave espacial). ¿Cuál es la

rapidez del misil con respecto a la Tierra? Muy sencillo, diríamos; se trata de un problema

elemental de velocidad relativa. La respuesta correcta, de acuerdo con la mecánica newtoniana, es

de 3000 m/s.

Pero suponga ahora que la nave espacial enciende un reflector y lo apunta en la dirección en la

que se disparó el misil. Un observador a bordo de la nave espacial mide la rapidez de la luz que

emite el reflector y obtiene el valor c. De acuerdo con el segundo postulado de Einstein, el

movimiento de la luz una vez que ésta ha dejado la fuente no puede depender del movimiento de

la fuente. Por lo tanto, el observador situado en la Tierra que mide la rapidez de esta misma luz

también debe obtener el valor c, no c + 1000 m/s. Este resultado contradice nuestra noción

elemental de las velocidades relativas, y quizá parezca que no concuerda con el sentido común.

Pero el “sentido común” es la intuición basada en la experiencia ordinaria, y por lo regular ésta no

incluye mediciones de la rapidez de la luz.

Último límite de rapidez: el segundo postulado de Einstein tiene una implicación inmediata:

Es imposible que un observador inercial viaje a c, la rapidez de la luz en el vacío.

Relatividad de la simultaneidad

La medición de tiempos y sus intervalos implica el concepto de simultaneidad. En un marco de

referencia dado, un suceso es un acontecimiento con una posición y un tiempo definidos. Cuando

decimos que despertamos a las siete de la mañana, queremos decir que dos sucesos (el despertar

y que el reloj marcara las 7:00) ocurrieron simultáneamente. El problema fundamental de la

medición de intervalos de tiempo es éste: en general, dos sucesos que son simultáneos en un

marco de referencia no lo son en un segundo marco que se desplaza con respecto al primero, aun

cuando ambos sean marcos inerciales.

Ejemplo: Sergio, que trabaja para el sistema ferroviario, sincronizó minuciosamente los relojes de

todas las estaciones del ferrocarril. En el momento en que Sergio ve que todos los relojes marcan

el mediodía, Magda se encuentra en el vagón de pasajeros de alta velocidad viajando de Buenos

Aires a Montevideo. Según Magda, cuando el reloj de Buenos Aires marca las doce del día, ¿qué

hora es en Montevideo: i) mediodía, ii) antes del mediodía o iii) después del mediodía?

No existe base alguna para afirmar que Sergio tiene razón y Magda está equivocada, o viceversa.

Según el principio de relatividad, ningún marco inercial de referencia es más correcto que

cualquier otro para la formulación de leyes físicas. Cada observador está en lo correcto en su

propio marco de referencia. En otras palabras, la simultaneidad no es un concepto absoluto. El

que dos sucesos sean simultáneos depende del marco de referencia.

Una conclusión de lo anterior se conoce como la dilatación del tiempo.

En un marco de referencia específico, suponga que ocurren dos sucesos en un mismo punto del

espacio. El intervalo de tiempo entre estos sucesos, medido por un observador en reposo en este

mismo marco (al cual denominamos el marco en reposo de este observador), es Δt0. En estas

condiciones, un observador en un segundo marco que se desplaza con rapidez constante u con

respecto al marco en reposo medirá un intervalo Δt, donde

La paradoja de los gemelos

Considere dos astronautas gemelas idénticas llamadas Elena y Astrid. Elena permanece en la Tierra

mientras su gemela Astrid emprende un viaje a gran velocidad a través de la galaxia. Debido a la

dilatación del tiempo, Elena observa que el latido cardiaco y todos los demás procesos vitales de

Astrid se llevan a cabo con más lentitud que los suyos. Es así que, para Elena, Astrid envejece más

despacio; cuando Astrid regresa a la Tierra es más joven (ha envejecido menos) que Elena.

Ejemplo: Samuel (que se encuentra en el suelo) pone en marcha su cronómetro en el instante en

que María pasa volando en su nave espacial por donde él se encuentra, con una rapidez de 0.600c.

En el mismo instante, María pone en marcha su cronómetro a) Medida en el marco de referencia

de Samuel, ¿cuál es la lectura en el cronómetro de María en el instante en que el cronómetro de

Samuel indica 10.0 s? i) 10.0 s; ii) menos de 10.0 s; iii) más de 10.0 s. b) Medida en el marco de

referencia de María, ¿cuál es la lectura en el cronómetro de Samuel en el instante en que el

cronómetro de María indica 10.0 s? i) 10.0 s; ii) menos de 10.0 s; iii) más de 10.0 s.

Relatividad de la longitud

No sólo el intervalo de tiempo entre dos sucesos depende del marco de referencia del observador;

también la distancia entre dos puntos puede depender del marco de referencia del observador. En

esto interviene el concepto de simultaneidad. Suponga que se desea medir la longitud de un

automóvil en movimiento. Una forma de lograrlo es hacer que dos ayudantes marquen el

pavimento en las posiciones de los parachoques delantero y trasero, y luego medir la distancia

entre las marcas. Pero los ayudantes tendrían que hacer las marcas al mismo tiempo. Si uno marca

la posición del parachoques delantero en un momento determinado, y el otro marca la posición

del parachoques trasero, medio segundo más tarde, no se obtendrá la longitud real del auto.

Como ya sabemos que la simultaneidad no es un concepto absoluto, es necesario proceder con

precaución.

Ejemplo: Una nave espacial pasa volando cerca de la Tierra con una rapidez de 0.990c. Un

miembro de la tripulación a bordo de la nave mide la longitud de ésta, y obtiene un valor de 400

m. ¿Qué longitud miden los observadores que se hallan en la Tierra?

Escena 3: Conclusión

Las leyes de la mecánica newtoniana no son erróneas; están incompletas. Son un caso límite de la

mecánica relativista. Son aproximadamente correctas cuando la rapidez es pequeña en

comparación con c, y se consideran exactamente correctas en el límite cuando toda rapidez tiende

a cero. Así, vemos que la relatividad no destruye totalmente las leyes de la mecánica newtoniana,

sino que las generaliza. Las leyes de Newton descansan sobre una base muy sólida de pruebas

experimentales, y sería muy extraño que se propusiera una nueva teoría que fuera incongruente

con estas pruebas. Esto es un fenómeno que se repite comúnmente en el desarrollo de la teoría

física. Siempre que una teoría nueva entra en conflicto parcial con una teoría establecida con

anterioridad, la nueva teoría debe hacer las mismas predicciones que la antigua en los campos

donde la teoría antigua está respaldada por pruebas experimentales. Toda teoría física nueva debe

pasar con éxito esta prueba, conocida como el principio de correspondencia.

Bibliografía

Posner, G. (2005). Análisis del currículo. McGraw-Hill Interamericana. México

Young, H. Freedmann, R. (2009). Física Universitaria con Física Moderna. Pearson: México

Hoja de cotejo para evaluar el video

Modalidad: individual

Valor: 15%

Concepto Valor Puntaje obtenido y observaciones

Planificación previa al video 25

Investigación sobre usos pedagógicos de los videos (tres usos diferentes) Describe cada una de esas posibilidades y ofrece un ejemplo para cada una

5

Descripción de la temática 3

Descripción de la población 3

DESCRIPCIÓN DEL ABORDAJE DE LA TEMÁTICA (definir el diseño curricular sobre el cual va a elaborarlo)

3

ACTIVIDADES PARA UTILIZARLO PEDAGÓGICAMENTE (3 actividades

6

Planificación curricular 5

Diseño del video 30

Imágenes y sus referencias respectivas

5

Incluye música, o grabación de voz 3

Planificación de al menos 11 escenas 22

Totales 55 (20%)