15 horas pedagógicas

Unidad 1 - Física: Ondas y sonido

Identificar y conocer las características de las ondas y cómo se presentan, y los fenómenos relacionados con el sonido y su propagación. Aplicaciones científicas y tecnológicas del sonido.

Propósito

En esta unidad se aborda uno de los conceptos científicos más importantes de la física: el de onda. Se pretende que las y los estudiantes comprendan las diferencias entre los fenómenos ondulatorios y los no ondulatorios (o corpusculares); que los identifiquen en la naturaleza y conozcan las principales características de las ondas y diferentes maneras en que se nos presentan. Se aborda el sonido y los fenómenos relacionados con él; se espera que diferencien las nociones de intensidad, tono y timbre; que comprendan que su rapidez varía según el medio en que se propague y que identifiquen emisores, medios y receptores. En relación con los fenómenos en los que participa el sonido, se busca que analicen y experimenten con la reflexión, la refracción, la absorción, la difracción, la interferencia, las pulsaciones, la resonancia y el efecto Doppler. Que sean capaces de identificar auditivamente las características del sonido y los fenómenos asociados a él; conocer aplicaciones científicas y tecnológicas del sonido (como el ecógrafo, el sonar y el estetoscopio, entre otros) y explicarlas aplicando el modelo ondulatorio para el caso del sonido. Las principales habilidades que se refuerzan en esta unidad son las de planificar investigaciones experimentales y/o no experimentales de problemas científicos relacionados con las ondas y el sonido; procesar y analizar las evidencias obtenidas por medio del uso, adaptación y/o creación de modelos, y comunicar los resultados de investigaciones por diferentes medios.

Con el desarrollo de la unidad se espera que continúen construyendo grandes ideas científicas (ver anexo 2) que les permitan comprender que las ondas son una forma de transmitir energía, como ocurre con las ondas sonoras, y también una manifestación de la conservación de la energía en el Universo (GI 6). Además, se busca que las y los estudiantes entiendan que el sonido es una necesidad de muchos organismos, pues les permite satisfacer necesidades y responder al medioambiente en que se desenvuelven (GI 1).

Conocimientos previos

Rapidez.
Energía.
Fuerza.

Palabras clave

Onda, pulso, clasificación de ondas, oscilación, ciclo, amplitud, periodo, frecuencia, longitud de onda, rapidez de onda, onda estacionaria, nodo, modo fundamental, armónico, tono, altura, intensidad, timbre, diapasón, reflexión, refracción, absorción, difracción, interferencia, efecto Doppler, resonancia, pulsación.

Objetivos de la unidad

CN1M OA 09

Demostrar que comprende, por medio de la creación de modelos y experimentos, que las ondas transmiten energía y que se pueden reflejar, refractar y absorber, explicando y considerando:

Sus características (amplitud, frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación, entre otras).
Los criterios para clasificarlas (mecánicas, electromagnéticas, transversales, longitudinales, superficiales).

Indicadores

Indicadores unidad 1

Explican las semejanzas y diferencias entre fenómenos ondulatorios y no ondulatorios o corpusculares, con ejemplos para cada caso.
Utilizan el modelo ondulatorio para explicar que una onda es una forma de propagación de energía.
Identifican los principales parámetros cuantitativos que caracterizan una onda, como amplitud, periodo, frecuencia, longitud de onda y rapidez.
Diferencian pulso ondulatorio, onda periódica y tipos de ondas (mecánicas, electromagnéticas, longitudinales y transversales, entre otras).
Aplican relaciones entre parámetros de una onda periódica en la solución de problemas que derivan de situaciones cotidianas y de interés científico.
Investigan, experimentalmente, sobre fenómenos ondulatorios como la reflexión, la refracción y la absorción, con resortes, cuerdas u otros medios disponibles.

CN1M OA 10

Explicar fenómenos del sonido perceptibles por las personas, como el eco, la resonancia y el efecto Doppler, entre otros, utilizando el modelo ondulatorio y por medio de la experimentación, considerando sus:

Características y cualidades (intensidad, tono, timbre y rapidez).
Emisiones (en cuerdas vocales, en parlantes e instrumentos musicales).
Consecuencias (contaminación y medio de comunicación).
Aplicaciones tecnológicas (ecógrafo, sonar y estetoscopio, entretención, entre otras).

Indicadores

Indicadores unidad 1

Explican que un sonido se origina por la vibración de un objeto o fuente emisora, se transmite a través de un medio material y hace vibrar un cuerpo o fuente receptora.
Identifican fuentes sonoras que emiten sonido por vibración de una cuerda, una lámina o aire en cavidades, como ocurre en cuerdas vocales, parlantes e instrumentos musicales.
Utilizan el concepto de ondas estacionarias para explicar el modo fundamental y los armónicos en cuerdas y columnas de aire.
Describen características del sonido, como tono, intensidad y timbre, desde el punto de vista de la frecuencia, amplitud y forma de la onda, respectivamente.
Explican fenómenos sonoros como la reflexión, la refracción, la absorción, la difracción, la interferencia y la pulsación en situaciones cotidianas.
Explican la resonancia y el efecto Doppler basándose en el modelo ondulatorio del sonido, proporcionando ejemplos a partir de situaciones cotidianas.
Explican procedimientos que permiten medir la rapidez del sonido en un medio determinado.
Explican consecuencias de los fenómenos acústicos, como la contaminación acústica y su uso como medio de comunicación.
Describen, basándose en el modelo ondulatorio, cómo se utiliza el sonido en algunas aplicaciones tecnológicas, como el sonar, el ecógrafo y el estetoscopio.

CN1M OAH a

Observar y describir detalladamente las características de objetos, procesos y fenómenos del mundo natural y tecnológico, usando los sentidos.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Registran observaciones de un fenómeno o problema científico con pautas sencillas.
Describen procesos que ocurren en un fenómeno con la información del registro de observaciones.

CN1M OAH b

Formular preguntas y/o problemas, a partir de conocimiento científico, que puedan ser resueltos mediante una investigación científica*.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Proponen problemas que se relacionan con un fenómeno natural o tecnológico.
Formulan preguntas relacionadas con un problema científico.
Identifican preguntas que originaron investigaciones científicas.

CN1M OAH c

Formular y fundamentar hipótesis comprobables, basándose en conocimiento científico.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican una hipótesis como una explicación tentativa de un fenómeno o problema científico.
Diferencian una predicción de una hipótesis.
Reconocen que una hipótesis permite diseñar una investigación científica.
Formulan una hipótesis basándose en conocimientos e ideas previas.
Formulan una predicción basándose en una hipótesis.
Formulan una hipótesis relacionando dos variables de un fenómeno o problema científico.

CN1M OAH d

Planificar diversos diseños de investigaciones experimentales que den respuesta a una pregunta y/o problema sobre la base de diversas fuentes de información científica, considerando:

El uso adecuado de instrumentos y materiales para asegurar la obtención de datos confiables.
La manipulación de variables y sus relaciones.
La explicación clara de procedimientos posibles de replicar.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Reconocen que el diseño de una planificación científica requiere de una hipótesis de trabajo que responda la pregunta o problema que se quiere solucionar.
Justifican una investigación científica que diseñarán para demostrar una hipótesis.
Identifican informaciones científicas que pueden originar una investigación científica de carácter experimental.
Establecen criterios para calificar la validez y confiabilidad de las evidencias obtenidas en una investigación científica.
Seleccionan un plan de acción para diseñar una investigación científica que permita solucionar un problema o responder una pregunta.
Explican cómo se trabajará(n) la(s) variable(s) que se investigará(n) en la búsqueda de la solución de un problema o pregunta científica.
Explican el propósito y el procedimiento de cada parte de la secuencia de actividades propuestas en un diseño experimental.
Explican cómo comunicarán los resultados de una investigación científica.

CN1M OAH e

Planificar una investigación no experimental y/o documental que considere diversas fuentes de información para responder a preguntas científicas o para constituir el marco teórico de la investigación experimental.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican preguntas o problemas que pueden ser solucionados con una investigación científica no experimental.
Examinan informaciones identificando las que pueden originar una investigación científica de carácter no experimental.
Confeccionan un marco conceptual basándose en conocimientos existentes relativos al problema o pregunta que se quiere solucionar.
Seleccionan un plan de acción para diseñar una investigación científica no experimental que permita solucionar un problema o responder una pregunta.
Definen el o los objetivos de una investigación en relación con el problema o pregunta que se quiere solucionar.
Utilizan procedimientos, software y plataformas de análisis de textos durante la búsqueda de información en una investigación científica.
Examinan documentos e identifican y seleccionan evidencias experimentales y no experimentales.

CN1M OAH f

Conducir rigurosamente investigaciones científicas para obtener evidencias precisas y confiables con el apoyo de las TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Llevan a cabo rigurosamente una investigación científica de manera individual o colaborativa.
Establecen criterios para cuidar la validez y confiabilidad de las evidencias e informaciones.
Utilizan herramientas tecnológicas (TIC) para realizar mediciones precisas.

CN1M OAH g

Organizar el trabajo colaborativo, asignando responsabilidades, comunicándose en forma efectiva y siguiendo normas de seguridad.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Forman equipos de trabajo respetando las habilidades y competencias de cada integrante.
Reconocen que las responsabilidades individuales en la ejecución de una investigación científica están interconectadas.
Reconocen que el respeto mutuo entre los y las integrantes del equipo favorece su estabilidad y producción.

CN1M OAH h

Organizar datos cuantitativos y/o cualitativos con precisión, fundamentando su confiabilidad, y presentarlos en tablas, gráficos, modelos u otras representaciones, con la ayuda de las TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Registran observaciones y datos cualitativos y cuantitativos durante el desarrollo de una investigación, utilizando el medio más adecuado, con ayuda de las TIC.
Establecen la organización de datos cualitativos y cuantitativos según la necesidad de una investigación, como tablas o bitácoras, entre otros.
Organizan datos cuantitativos en gráficos u otros modelos matemáticos para interpretar el comportamiento de las variables presentes en una investigación.

CN1M OAH i

Crear, seleccionar, usar y ajustar modelos para describir mecanismos y para predecir y apoyar explicaciones sobre las relaciones entre las partes de un sistema.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Usan un modelo para apoyar la explicación de un conocimiento, la formulación de una predicción y/o el tratamiento de datos.
Conocen diferentes modelos e identifican los más apropiados para apoyar una explicación de resultados parciales o finales de una investigación.
Utilizan modelos apropiados para el tratamiento de datos en una investigación.

CN1M OAH j

Analizar y explicar los resultados de una investigación científica, para plantear inferencias y conclusiones:

Comparando las relaciones, tendencias y patrones de las variables.
Usando expresiones y operaciones matemáticas cuando sea pertinente (por ejemplo: potencias, razones, funciones, notación científica, medidas de tendencia central, cambio porcentual).
Utilizando vocabulario disciplinar pertinente.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Realizan operaciones matemáticas necesarias para analizar el comportamiento y la relación de las variables en estudio.
Formulan inferencias e interpretaciones consistentes con el comportamiento de las variables en estudio.
Redactan la conclusión de una investigación en consistencia con la hipótesis de trabajo.
Evalúan la conclusión de una investigación verificando que da cuenta de la hipótesis de trabajo y los objetivos de una investigación.
Explican los resultados de una investigación utilizando un lenguaje científico apropiado y pertinente.

CN1M OAH k

Evaluar la investigación científica con el fin de perfeccionarla, considerando:

La validez y confiabilidad de los resultados.
La replicabilidad de los procedimientos.
Las explicaciones, las predicciones y las conclusiones.
Las posibles aplicaciones tecnológicas.
El desempeño personal y grupal.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Evalúan los procedimientos con que se obtuvieron datos y resultados en una investigación de acuerdo a los criterios establecidos para calificar su validez y confiabilidad.
Evalúan la validez de una hipótesis de acuerdo a los resultados de la investigación que se ejecutó para demostrarla.
Evalúan el procedimiento efectivo con que se realiza una investigación y sugieren ajustes para su replicación.
Proponen nuevas hipótesis de trabajo a partir de los resultados de una investigación.

CN1M OAH l

Explicar y argumentar con evidencias provenientes de investigaciones científicas*, en forma oral y escrita, incluyendo tablas, gráficos, modelos y TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Explican resultados e informan sobre una investigación científica con los recursos comunicacionales más adecuados.
Presentan una investigación (completa) considerando secciones como título, resumen, introducción, materiales, métodos, resultados representativos, discusión de los resultados, conclusiones, argumentos y referencias, entre otras.

CN1M OAH m

Discutir en forma oral y escrita las ideas para diseñar una investigación científica*, las posibles aplicaciones y soluciones a problemas tecnológicos, las teorías, las predicciones y las conclusiones, utilizando argumentos basados en evidencias y en el conocimiento científico y tecnológico.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Determinan la realización de una investigación científica argumentando las razones de la decisión.
Evalúan hipótesis y determinan si pueden conducir a una investigación científica.
Revisan los resultados de una investigación científica y proponen posibles aplicaciones o soluciones a problemas tecno-científicos.