TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN CIENCIAS
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MATERIAS OPTATIVAS DEL BACHILLERATO EN LA COMUNIDAD DE MADRID
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| La resolución de problemas supone el desarrollo de contenidos de tipo procedimental, tales como estrategias, diseño y desarrollo experimental y elaboración de informes científicos. Los procedimientos de investigación incluyen el análisis de problemas, la formulación de hipótesis de acuerdo a las teorías vigentes, establecimiento de las variables dependiente, independiente y de control, relaciones entre variables, diseño y desarrollo experimental (medida, clasificación, procesamiento, análisis e interpretación de datos). Las conclusiones obtenidas, generalmente en forma de leyes, se comunican e integran dentro del cuerpo de conocimiento. | |
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La investigación científica consiste en un proceso de indagación acerca de algún aspecto de la realidad. Ante su complejidad, los problemas deben ser identificados, planteados y analizados adecuadamente, para poder decidir cuáles son las variables relevantes, y formular hipótesis que puedan ser contrastadas. Por tanto, los alumnos tienen que aprender a diseñar, planificar y realizar, pequeñas actividades de investigación. Evaluar los resultados de la experimentación y deducir de ellos las conclusiones adecuadas, modificando el camino seguido si es necesario, son cuestiones que formar parte del aprendizaje científico. La realización de experiencias de laboratorio implica, entre otros aspectos, la observación, la medida y la clasificación. Adquirir la capacidad de observar de forma esmerada, honesta y rigurosa es importante para reconocer semejanzas y diferencias, para comprender lo que es significativo y para la obtención de datos experimentales fiables. Para ello es necesario el aprendizaje de técnicas y el uso del instrumental científico, todo ello bajo las normas básicas de buenas prácticas de laboratorio. Por otro lado, los científicos utilizan un lenguaje específico en su tarea para elaborar cuadernos de trabajo, informes, artículos, comunicaciones, etcétera. Aprender a trabajar como un científico supone conocer este lenguaje, que es el vehículo de comunicación entre ellos y con el resto de la sociedad, para exponer y debatir las ideas científicas y los avances tecnológicos. Por tanto, el conocimiento y la comprensión de este lenguaje también forma parte de la enseñanza/ aprendizaje de esta materia. Asimismo, no hay que olvidar que un aspecto esencial del trabajo científico supone el análisis de material escrito o audiovisual, la utilización de diversas fuentes de información (utilizando las Tecnologías de la Información y de la Comunicación), y la elaboración de informes y de proyectos. Esta materia deber tener un enfoque procedimental, sin olvidarnos que no se puede enseñar y aprender procedimientos sin conceptos e, incluso, actitudes. En esta materia se introducirá al estudiante en la experimentación básica de un laboratorio y se reforzarán, mediante la misma, los conceptos básicos estudiados en las distintas materias científicas. La relación de contenidos incluidos en esta materia debe adecuarse a las características de cada Centro y de cada grupo de alumnos. Siempre atendiendo al fundamento experimental de la Ciencia, sin que debamos confundirla con un elemental adiestramiento en el manejo de instrumentos, y aplicación de técnicas y herramientas. La realización de pequeñas investigaciones de laboratorio pondrá al alumno frente al desarrollo de la metodología científica, le ayudará a enfrentarse con la problemática del quehacer científico, sirviendo de soporte para entender y analizar los retos tecnológicos, energéticos, medioambientales y de la salud de la Sociedad actual. Objetivos La enseñanza de la materia optativaTécnicas experimentales en ciencias en el Bachillerato tendrá como finalidad el desarrollo de las siguientes capacidades: 1. Realizar medidas con diferentes aparatos e instrumentos, tanto analógicos como digitales, controlando los errores, interpretando los datos mediante representaciones gráficas, cálculos numéricos o tratamiento informático y comparándolas con los resultados teóricos. 2. Expresar con claridad las ideas de las ciencias experimentales, oralmente y por escrito, utilizando, cuando sea necesario, gráficos, diagramas, símbolos y ecuaciones. 3. Utilizar, analizar e interpretar, textos científicos y divulgativos, así como información presentada en forma de datos numéricos, esquemas, dibujos, o representaciones gráficas. 4. Describir y nombrar el material y los montajes básicos utilizados en los laboratorios de ciencias experimentales. 5. Plantear problemas, formular hipótesis, analizar variables, diseñar y realizar experimentos y montajes, recoger adecuadamente los datos, interpretarlos, elaborar conclusiones y comunicar resultados de los trabajos prácticos, de las investigaciones y de los proyectos. 7. Comprender los conceptos, los principios, las teorías y los modelos de las ciencias experimentales en los que se basan las aplicaciones prácticas que se estudian; así como relacionar las aplicaciones tecnológicas con la ciencia y la sociedad. 8. Utilizar las tecnologías de la información y de la comunicación como herramienta necesaria para la investigación, para visualizar simulaciones o para hacer tratamiento de datos, aprovechándolas también para la realización de esquemas, planos e informes. 9. Analizar, interpretar y evaluar los factores que relacionan las ciencias experimentales con la industria, el medio ambiente, la sociedad y la calidad de vida. 10. Manipular aparatos, instrumentos y productos de laboratorio de manera responsable y realizar las operaciones del laboratorio con precisión, siguiendo las normas de seguridad y utilizando los reglamentos y normativas pertinentes. 11. Respetar las normas de uso de los talleres, los laboratorios y las instalaciones, y mantener el puesto de trabajo en las condiciones de limpieza y orden que permita hacer la tarea en condiciones. 12. Tratar los residuos producidos en el taller y en los laboratorios de manera adecuada y respetuosa con el medio ambiente.
TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN CIENCIAS – MATERIAS OPTATIVAS DEL BACHILLERATO EN LA COMUNIDAD DE MADRID
Contenidos 1. Las ciencias experimentales y la tecnología |
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| 2. Disoluciones. Propiedades de las disoluciones Sustancias puras y disoluciones. Utilización de técnicas de laboratorio para preparar disoluciones de distinta concentración (de solutos sólidos y líquidos). Propiedades características. Temperatura de fusión, temperatura de ebullición y solubilidad. Determinación experimental de las propiedades características. |
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Propiedades coligativas de una disolución. Crioscopia y ebulloscopia. Determinación de la masa molecular de una sustancia a partir de la variación del punto de congelación de la disolución. 3. Reacciones químicas: Introducción al análisis químico 4. La energía y las reacciones químicas. Combustibles Calor absorbido o desprendido por un sistema. Entalpía. 5. Química orgánica 6. Determinación de calores específicos 7. Cinemática. Estudio de movimientos periódicos 8. Electrodinámica. Circuitos eléctricos 9. Resistencia de materiales Equilibrio de fuerzas. Resistencia de materiales. Análisis y control de variables: resistencia, fuerza, anchura, e identificación y detección de otras variables que puedan considerarse relevantes, como por ejemplo la dirección. Diseño de estrategias de investigación para comparar resistencias. 10. Índices de refracción y composición de la luz blanca Ondas electromagnéticas. Refracción y reflexión. Uso de un banco óptico para la experimentación. Determinación de los ángulos de incidencia y de refracción y del ángulo límite. Comprobación de la Ley de Snell. Influencia de los materiales en relación a la refracción. Dispersión de la luz. Espectros. Criterios de evaluación 1. Analizar textos científicos e identificar el problema que se intenta investigar, las hipótesis que se formulan y su contrastación, el análisis de resultados y las conclusiones. 2. Elaborar un esquema de investigación de un problema científico en el que se incluyan las acciones que tienen que seguirse. Diseñar estrategias de investigación originales. 3. Experimentar y describir los siguientes tipos de reacciones químicas: Ácido-base, redox, de precipitación y de formación de complejos. Conocer y aplicar reacciones químicas que permitan identificar algunos cationes y aniones en disolución acuosa. 4. Manipular correctamente el material de laboratorio para realizar una volumetría y una gravimetría y hacer los cálculos adecuados. Nombrar e identificar correctamente el material de laboratorio y los productos químicos y manipularlos siguiendo las normas de seguridad. 5. Explicar la utilidad de un proceso de destilación fraccionada en una refinería. Aplicar las propiedades deseables de un buen combustible para escoger el mejor de entre ellos. Explicar cuál es la composición de las gasolinas. Cómo se obtienen y como se mejoran. Ser consciente del papel de los químicos en la obtención y mejora de los combustibles y materiales. 6. Determinar teórica y experimentalmente el valor de la entalpía de combustión de diferentes sustancias. Determinar experimentalmente el calor de disolución de diferentes solutos y de reacción de diferentes reactivos químicos. 7. Elaborar gráficos. Interpretar las tablas y gráficos de datos experimentales. 8. Determinar experimentalmente la masa molecular de una sustancia. Determinar experimentalmente las variaciones de la temperatura de fusión, de la temperatura de ebullición y de la solubilidad de una disolución cuando se modifica el soluto, la concentración o la temperatura. 9. Explicar los fundamentos de los diferentes métodos de desalinización del agua salobre. Escribir e igualar las reacciones químicas implicadas en el análisis del agua. Buscar información de los parámetros de calidad del agua. Tomar muestras para análisis que sean representativas. Diseñar y realizar volumetrías. Caracterizar una muestra de agua en función de los parámetros de calidad. 10. Conocer como se sintetizan varias sustancias que se utilizan en el entorno cotidiano. Experimentar con las sustancias orgánicas en el laboratorio. Realizar la extracción de alguna sustancia como la cafeína. Realizar la síntesis de alguna sustancia orgánica, como un éster o un polímero. Fabricar jabón a partir de grasas animales o vegetales. Comparar el efecto tensioactivo de diferentes jabones y detergentes. Valorar la importancia que tienen todas las sustancias sintéticas a nivel económico y de recursos. 11. Diferenciar experimentalmente las distintas formas de transmisión de la energía térmica. Relacionar la cantidad de calor absorbido o perdido por un sistema con el cambio de temperatura. Determinar el equivalente calorífico del calorímetro. Determinar el calor específico de diferentes materiales. Confeccionar curvas de enfriamiento o calentamiento. 12. Experimentar con fenómenos del ámbito de la cinemática y dinámica. Distinguir variables relevantes. Analizar y controlar diferentes tipos de variables: independientes, dependientes, fijadas. 13. Experimentar con fenómenos del ámbito de la corriente eléctrica. Descubrir que hay conductores de resistencia variable. Investigar dependencias funcionales indirectas. Caracterizar materiales a partir de una propiedad que se mide indirectamente e identificarlos a partir de informaciones tabuladas. Utilizar correctamente el polímetro. 14. Definir una nueva magnitud física a partir de un problema. Descubrir relaciones con variables. Descubrir una ley física y definir simultáneamente una constante de proporcionalidad característica de un material. Redefinir una característica a partir de nuevas informaciones. 15. Experimentar con fenómenos del ámbito de la óptica e interpretar fenómenos ópticos de la vida cotidiana. 16. Usar una hoja de cálculo para hacer patente una relación entre variables, para ajustar a una función los valores experimentales, para hacer el cálculo de errores, para representar gráficos, y para facilitar en general el tratamiento de datos experimentales.
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