14 horas pedagógicas

Unidad 4 - Física: El Universo

El origen, forma y dinámica del Universo. Los modelos geocéntrico, heliocéntrico y la teoría del Big-Bang. Los aportes de científicos como Galileo, Brahe, Kepler y otros.

Propósito

En esta unidad se pretende que las y los estudiantes conozcan aspectos importantes del Universo, como su origen, forma y dinámica, incluyendo lo referido a objetos tecnológicos que se han enviado al espacio. Se espera que aprendan que la imagen del Universo depende del sistema de referencia que se utilice, de la tecnología disponible y de la existencia de conocimientos para analizar las evidencias obtenidas a partir de la observación. Los alumnos y las alumnas podrán conocer que a lo largo del tiempo han surgido diferentes modelos que han buscado describir el Universo, como el geocéntrico, el heliocéntrico y la visión más actualizada, que se basa en la teoría del Big-Bang, así como identificar los aportes de científicos como Galileo, Brahe, Kepler y otros. Se busca que comprendan que las diversas explicaciones sobre el Universo han traído dificultades a algunos de sus promotores, como ocurrió en el caso de Galileo. Por otra parte, se pretende que entiendan que el origen de las mareas en la Tierra se explica por la acción de las fuerzas gravitacionales de la Luna y del Sol sobre nuestro planeta, y que ellas traen diversas consecuencias científicas -como el efecto de frenar la rotación de la Tierra- y sociales -como ocurre con la actividad pesquera-. También se espera que sepan describir el comportamiento de los cuerpos del sistema solar mediante las leyes de Kepler y de la gravitación universal de Newton. Que comprendan que la ley de gravitación universal puede explicar el origen de estructuras cósmicas (como sistemas planetarios, estrellas, galaxias y otras) y que se usa en la navegación espacial y el lanzamiento de dispositivos como satélites artificiales y sondas espaciales. En cuanto a las habilidades de investigación, se busca reforzar principalmente las de observar, planificar y llevar a cabo actividades experimentales y teóricas, obtener y analizar evidencias y evaluar las fuentes de información en diferentes investigaciones.

Con el desarrollo de la unidad se espera que los alumnos y las alumnas continúen construyendo grandes ideas científicas (revisar anexo 2), que les permitan comprender que los movimientos de las estructuras cósmicas se pueden explicar por las interacciones entre ellas (GI 7) y que a través de la teoría del Big-Bang, se explica la energía del Universo, según sostiene en la actualidad la comunidad científica (GI 6).

Conocimientos previos

Cuerpos del sistema solar.
Estructuras cósmicas.
Fuerza gravitacional.

Palabras clave

Modelo geocéntrico, epiciclos, modelo heliocéntrico, Big-Bang, radiación de fondo, energía oscura, materia oscura, campo gravitacional, gravedad, mareas, pleamar, bajamar, colapso gravitacional.

Objetivos de la unidad

CN2M OA 13

Demostrar que comprenden que el conocimiento del Universo cambia y aumenta a partir de nuevas evidencias, usando modelos como el geocéntrico y el heliocéntrico, y teorías como la del Big-Bang, entre otros.

Indicadores

Indicadores unidad 4

Explican diversos modelos que han intentado describir el Universo desde la Antigüedad hasta inicios del siglo XX, como el geocéntrico y el heliocéntrico, patrocinados por Ptolomeo y Copérnico respectivamente, entre otros.
Identifican virtudes y limitaciones de los modelos del Universo para explicar su dinámica.
Distinguen a científicos como Galileo, Brahe y Newton, entre otros, por sus aportes en la concepción de modelos del Universo.
Explican cualitativamente la evolución del Universo según la teoría del Big-Bang.
Describen características de las cosmogonías de culturas que habitan Chile, como el origen y los elementos que componen el Universo, entre otros aspectos.
Relacionan el desarrollo tecnológico con la evolución de los modelos que describen el Universo.

CN2M OA 14

Explicar cualitativamente por medio de las leyes de Kepler y la de gravitación universal de Newton:

El origen de las mareas.
La formación y dinámica de estructuras cósmicas naturales, como el sistema solar y sus componentes, las estrellas y las galaxias.
El movimiento de estructuras artificiales como sondas, satélites y naves espaciales.

Indicadores

Indicadores unidad 4

Explican cualitativamente, con las leyes de Kepler, las características del movimiento de los cuerpos del sistema solar.
Explican cualitativamente el fenómeno de las mareas con la ley de gravitación universal.
Explican cualitativamente, con la ley de gravitación universal, el movimiento de traslación que ocurre en sistemas planetarios, satelitales, galácticos y de estructuras artificiales espaciales, entre otros.
Describen la formación de estructuras cósmicas, como planetas, estrellas, sistemas estelares y galaxias, entre otras, a partir del colapso gravitacional.
Explican las ventajas y desventajas de los campos gravitacionales en la navegación espacial y en la instalación de sondas y satélites, entre otros dispositivos tecnológicos.

CN2M 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

Identifican conceptos científicos relacionados con un fenómeno o problema científico observado.
Describen un objeto presente en un suceso con la información del registro de observaciones.
Reconocen que dos o más observadores pueden tener distintas percepciones de un mismo fenómeno o problema científico.

CN2M 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

Identifican conocimientos científicos involucrados en un problema.
Discuten situaciones tecnocientíficas locales, regionales o nacionales para formular preguntas o problemas relacionados con ellas.

CN2M OAH c

Formular y fundamentar hipótesis comprobables, basándose en conocimiento científico.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican hipótesis que pueden demostrarse con investigaciones científicas.
Reconocen que hay hipótesis que explican problemas o fenómenos científicos y que aún no han sido validadas.
Reconocen que un conocimiento científico bien desarrollado permite realizar buenas predicciones.
Formulan una hipótesis para dar una explicación tentativa de un problema científico que debe validarse con evidencias.
Formulan una hipótesis basándose en teorías en estudio.

CN2M 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

Confeccionan un marco conceptual basándose en conocimientos existentes relativos al problema o a la pregunta que se quiere solucionar.
Proponen diversos planes de acción para responder una pregunta o resolver un problema mediante una investigación científica.
Establecen un procedimiento de ajuste del diseño de investigación basándose en retroalimentaciones periódicas y sistemáticas en su ejecución.
Evalúan el problema, la pregunta o el diseño de investigación experimental y lo ajustan.
Elaboran un diseño de investigación científica que pueda ser replicado por otras personas.

CN2M 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

Evalúan un problema para decidir si es viable una investigación científica no experimental para solucionarlo.
Explican el propósito y el procedimiento de cada parte de la secuencia de actividades propuestas en el diseño de una investigación.
Evalúan el problema, la pregunta o el diseño de investigación no experimental que proponen y lo ajustan o adecuan de acuerdo al proyecto educativo del establecimiento educacional.
Elaboran un diseño de investigación científica no experimental que pueda ser replicado por otras personas.

CN2M 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

Lideran una investigación científica en forma rigurosa y precisa para obtener resultados confiables.
Respetan los criterios acordados para trabajar con evidencias e informaciones válidas y confiables.
Utilizan herramientas tecnológicas (TIC) para obtener datos, información y evidencias confiables en una investigación científica.

CN2M OAH g

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

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican nudos críticos en la organización del equipo de trabajo para proponer y realizar acciones remediales.
Establecen procedimientos de comunicación eficientes entre integrantes del equipo para favorecer el cumplimiento de las tareas y evitar desconexiones y conflictos, entre otros.

CN2M 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

Utilizan herramientas e instrumentos tecnológicos (TIC) para tratar datos cuantitativos obtenidos durante una investigación.
Realizan estudios de confiabilidad y validez de los datos cualitativos y cuantitativos de acuerdo a criterios establecidos.

CN2M 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

Utilizan modelos para apoyar explicaciones y la formulación de predicciones.
Modelan resultados experimentales para apoyar explicaciones de las conclusiones de una investigación.
Crean modelos para explicar la relación y el comportamiento de variables en una investigación.

CN2M 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

Examinan las variables investigadas identificando su importancia en la investigación.
Comparan las inferencias e interpretaciones formuladas con los objetivos, predicciones e hipótesis de trabajo de una investigación, para hallar coherencia y consistencia entre ellos.
Plantean conclusiones de una investigación basándose en las evidencias, resultados, relaciones halladas entre las variables y las inferencias e interpretaciones formuladas.

CN2M 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 la calidad de los instrumentos, herramientas y materiales empleados en una investigación.
Determinan la confiabilidad de los datos cuantitativos de una investigación utilizando procedimientos matemáticos y estadísticos.
Evalúan la validez de los datos cuantitativos de una investigación correlacionándolos con el comportamiento de los mismos datos en investigaciones equivalentes.
Evalúan cada acción ejecutada en una investigación para realizar retroalimentaciones.
Evalúan si los resultados de una investigación pueden utilizarse en aplicaciones tecnológicas.

CN2M 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

Diseñan una estrategia comunicacional para informar los resultados parciales y finales de una investigación.
Seleccionan los recursos comunicacionales más apropiados para ser utilizados según el público receptor al que vaya dirigida la información o explicación.
Evalúan la publicación que comunicarán examinando la coherencia del lenguaje empleado y la consistencia con los objetivos de una investigación.

CN2M 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

Evalúan un fenómeno natural o tecnológico o un problema tecnocientífico con el propósito de diseñar una investigación científica.
Promueven la discusión de más de un diseño para realizar una investigación científica.