FÍSICA Y QUÍMICA

Introducción

La asignatura de Física y Química debe proporcionar a los alumnos una visión global del mundo que los rodea desde una perspectiva científica. Su conocimiento, tanto en sus elementos teóricos como en los metodológicos y de investigación, les capacitará para comprender los fenómenos naturales y poder intervenir adecuadamente sobre ellos, además de facilitarles las herramientas necesarias para, si lo desean, seguir profundizando en estas disciplinas en cursos posteriores.

Se ha preparado un currículo compensado de ambas materias para que se pueda impartir cada una de ellas en un cuatrimestre. La elección de comenzar por la Química o la Física queda a juicio del profesor en función de los conocimientos matemáticos que el alumno posea.

La utilización del método científico debe ser un referente obligado en cada uno de los temas que se desarrollen.

La Física se ha estructurado en dos bloques, uno de fuerzas y movimientos y otro de energía, tanto mecánica como eléctrica. Se ha introducido un tema inicial para que el alumno adquiera los conocimientos necesarios y destrezas en la realización de una medida y en el cálculo de su error.

La Química se ha programado en este curso en dos grandes apartados, uno que estudia la materia y sus transformaciones mediante procesos químicos, y otro, que permite adquirir las nociones básicas en la química del carbono, materia que adquiere especial importancia por su relación con otras disciplinas, objeto de estudio también en Bachillerato.

Las implicaciones de la Física y la Química con la tecnología y la sociedad deben estar presentes al desarrollar cada una de las unidades didácticas que componen el currículo de este curso.

En la realización de la programación didáctica los principios metodológicos van a ser responsabilidad de los docentes, aunque parece conveniente recordar y hacer algunas precisiones que deben ser entendidas como orientaciones metodológicas.

Si partimos en el currículo de una concepción de la ciencia como una actividad en permanente construcción y revisión, es imprescindible un planteamiento que realce el papel activo del proceso de adquisición del conocimiento, lo que cambia el papel clásico del profesor y del alumno, ya que el primero no es estrictamente un mero transmisor de conocimientos elaborados, sino un agente que plantea interrogantes y sugiere actividades, mientras que el segundo no es un receptor pasivo de información, sino un constructor de conocimientos en un marco interactivo.

La metodología deberá, por tanto, basarse en un correcto desarrollo de los contenidos, lo que precisa generar escenarios atractivos y motivadores que sitúen al alumno en cada uno de ellos. También requiere incluir diferentes situaciones específicas de especial trascendencia científica, así como conocer la historia y el perfil científico de los principales investigadores que propiciaron la evolución y desarrollo de la Física y de la Química.

Todo lo anterior puede complementarse con lecturas divulgativas que animen a los alumnos a participar en debates sobre temas científicos.

En la programación didáctica los profesores incorporarán las actividades prácticas más adecuadas al desarrollo de los contenidos, ya que esto pondrá al alumno frente al desarrollo real del método científico, le proporcionará métodos de trabajo en equipo, y le ayudará a enfrentarse con la problemática del quehacer científico. 

Por último, no hay que olvidar la inclusión, en la medida de lo posible, de todos aquellos aspectos que se relacionan con los grandes temas actuales que la ciencia está abordando, así como la utilización de las metodologías específicas que las tecnologías de la información y la comunicación ponen al servicio de alumnos y profesores, ampliando los horizontes del conocimiento y facilitando su concreción en el aula o en el laboratorio.

Los criterios de evaluación que se establecen se corresponden con los bloques de contenidos que a continuación se indican. El profesorado podrá añadir en su programación aquellos que considere oportunos, de acuerdo con el desarrollo de actividades prácticas y valores que quiera priorizar.

Objetivos

1. Comprender los conceptos, leyes, teorías y modelos más importantes y generales de la Física y de la Química, que permiten tener una visión global y una formación científica básica para desarrollar posteriormente estudios más específicos. 

2. Aplicar los conceptos, leyes, teorías y modelos aprendidos a situaciones de la vida cotidiana. 

3. Analizar, comparando, hipótesis y teorías a fin de valorar sus aportaciones al desarrollo de estas ciencias. 

4. Utilizar destrezas investigadoras, tanto documentales como experimentales con cierta autonomía, y reconocer el carácter de la ciencia como proceso cambiante y dinámico. 

5. Resolver supuestos físicos y químicos, tanto teóricos como prácticos, mediante el empleo de los conocimientos adquiridos. 

6. Reconocer las aportaciones culturales que tiene la Física y la Química en la formación integral del individuo, así como las implicaciones que tienen las mismas tanto en el desarrollo de la tecnología como en sus aplicaciones para el beneficio de la sociedad. 

7. Comprender la terminología científica para emplearla de manera habitual al expresarse en el ámbito científico, así como para explicarla en el lenguaje cotidiano. 

Contenidos

1. La Medida. 

Magnitudes: tipos y su medida. 

Unidades: factores de conversión. 

Representaciones gráficas. 

Instrumentos de medida: sensibilidad y precisión. 

Errores en la medida. 

2. Estudio de movimientos. 

Elementos que integran un movimiento. Sistemas de referencia.

Tratamiento vectorial de movimientos.

Movimientos con trayectoria rectilínea: uniforme y uniformemente variado. 

Movimiento circular uniforme. 

Composición de movimientos. Aplicación a casos particulares: horizontal y parabólico. 

3. Dinámica. 

La fuerza como interacción: sus características. 

Momento lineal. Primera y segunda ley de Newton para la Dinámica.

Impulso mecánico. Principio de conservación del momento lineal.

Tercera ley de Newton para la Dinámica.

Interacción gravitatoria. Ley de gravitación universal.

Fuerzas de fricción en superficies horizontales e inclinadas. 

Fuerzas elásticas.

Dinámica del movimiento circular. 

4. Energía. 

Trabajo mecánico y energía. Potencia. 

Energía debida al movimiento. Teorema de las fuerzas vivas. 

Energía debida a la posición en el campo gravitatorio. 

Energía potencial elástica.

Conservación de la energía mecánica. Principio de conservación de la energía.

Transferencias de energía. Trabajo y calor. Primer principio de la Termodinámica.

5. Electricidad. 

Naturaleza eléctrica de la materia. Interacción electrostática: ley de Coulomb. Campo y potencial eléctricos. Diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico.

Corriente eléctrica. Ley de Ohm. 

Enumeración de clases de generadores de corriente. Aparatos de medida. Aplicación al estudio de circuitos. 

Energía eléctrica. Aplicaciones de la corriente eléctrica. 

6. Naturaleza de la materia. 

Definición y objeto de la Química.

Tipos de sustancias químicas: compuestos y elementos.

Leyes ponderales: ley de conservación de la masa y ley de las proporciones definidas.

Ley de los volúmenes de combinación.

Teoría de Dalton. 

Hipótesis de Avogadro. Número de Avogadro. 

Concepto de mol.

Leyes de los gases perfectos.

Disoluciones. Formas de expresar su concentración: tanto por ciento en masa y volumen, g/l, molaridad, molalidad y fracción molar.

7. Cambios materiales en los procesos químicos. 

Fórmulas empíricas y moleculares. 

Ajuste de ecuaciones químicas.

Relaciones estequiométricas de masa y/o volumen en las reacciones químicas utilizando factores de conversión. Rendimiento. Procesos con reactivo limitante. 

Cálculos en sistemas en los que intervienen disoluciones. 

Tipos de reacciones químicas. Estudio de un caso habitual: reacciones de combustión. 

8. Estructura de la materia. 

Modelos atómicos de Thompson y Rutherford. Características de los átomos. 

Interacción de la radiación electromagnética con la materia: espectros atómicos. 

Niveles energéticos y distribución electrónica. 

Ordenación periódica de los elementos: su relación con los electrones externos. 

El enlace químico: tipos y características.

9. Química del carbono. 

Características de los compuestos del carbono. 

Grupos funcionales. Nomenclatura y formulación IUPAC para estos compuestos. 

Isomería constitucional.

La química del carbono en la vida cotidiana. 

Criterios de evaluación

1. Aplicar las estrategias propias de la metodología científica a la resolución de problemas relativos a los movimientos generales estudiados. Analizar los resultados obtenidos e interpretar los posibles diagramas. Resolver ejercicios y problemas sobre movimientos específicos tales como lanzamiento de proyectiles, encuentros de móviles, caída de graves..., y emplear adecuadamente las unidades y magnitudes apropiadas.

2. Comprender que el movimiento de un cuerpo depende de las interacciones con otros cuerpos. Identificar las fuerzas reales que actúan sobre ellos.

3. Describir los principios de la dinámica en función del momento lineal. Representar mediante diagramas las fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Reconocer y calcular dichas fuerzas en trayectorias rectilíneas, sobre planos horizontales e inclinados, con y sin rozamiento; así como en casos de movimiento circular uniforme.

4. Aplicar la ley de la gravitación universal para la atracción de masas, especialmente en el caso particular del peso de los cuerpos. 

5. Explicar la relación entre trabajo y energía, y aplicar los conceptos al caso práctico de cuerpos en movimiento y/o bajo la acción del campo gravitatorio terrestre. Diferenciar entre trabajo y potencia. Describir cómo se realizan las transferencias de energía en relación con las magnitudes implicadas. 

6. Conocer los fenómenos eléctricos de interacción, así como sus principales consecuencias. Aplicar la Ley de Coulomb para el cálculo de fuerzas entre cargas. Calcular la intensidad de campo y el potencial eléctrico creado por una carga en un punto. 

7. Reconocer los elementos de un circuito y los aparatos de medida más comunes. Resolver, tanto teórica como experimentalmente, diferentes tipos de circuitos sencillos. 

8. Emplear las leyes de conservación de la masa, de las proporciones definidas y volumétricas para resolver ejercicios sencillos. Aplicar las leyes de los gases para describir su evolución.

9. Realizar los cálculos necesarios para preparar una disolución de concentración conocida.

10. Ajustar ecuaciones químicas. Resolver ejercicios y problemas relacionados con las reacciones químicas de las sustancias, utilizando la información que se obtiene de las ecuaciones químicas. 

11. Justificar las sucesivas elaboraciones de modelos atómicos y comprender el carácter abierto de la Ciencia. Describir las ondas electromagnéticas y su interacción con la materia. Justificar los espectros atómicos a partir de los niveles energéticos del átomo.

12. Describir la estructura de los átomos e isótopos. Relacionar la ordenación periódica de los elementos con los electrones externos de su configuración electrónica. Diferenciar los tipos de enlace y asociarlos con sus características.

13. Escribir y nombrar correctamente sustancias químicas inorgánicas y orgánicas. Describir e identificar los principales compuestos de carbono con un grupo funcional. Distinguir entre diferentes tipos de isómeros constitucionales.

14. Conocer el comportamiento en el laboratorio y afrontar correctamente las experiencias sencillas propuestas.

15. Describir las interrelaciones existentes en la actualidad entre sociedad, ciencia y tecnología dentro de los conocimientos abarcados en este curso.