Programa

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PLANIFICACIÓN EDUCATIVA (PLANIFICACIÓN EDUCATIVA; fuente A.N.E.P; C.E.S.)

Programa de Astronomía para 1° año Bachillerato
Contenidos programáticos para Astronomía 1° B.D.
Unidades del programa

Propuesta elaborada por la Asociación de Profesores de Astronomía del Uruguay con participación del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias y la Sociedad Uruguaya de Astronomía. Diciembre 2001.

PROGRAMA DE ASTRONOMÍA

FUNDAMENTACIÓN

LA EXISTENCIA DE LA ASTRONOMÍA EN LA EDUCACIÓN MEDIA

La Astronomía nuclea un cuerpo de conocimientos con entidad propia e interés manifiesto. Surge históricamente ante la necesidad de resolver problemas concretos: la orientación y la forma de medir el tiempo.

Actualmente abarca otras disciplinas. La Astrofísica, la Astronáutica, la Exobiología, la Radioastronomía, la Satelística, etc; que presentan también utilidades prácticas. El saber de estas modernas ramas cooperan con el educando en descubrir aptitudes y encauzar orientaciones futuras.

Es una ciencia interdisciplinaria, su relación resulta evidente con otras ciencias como la Física, la Química, la Biología, etc.. Pero además, su valor histórico y filosófico la une a las disciplinas humanísticas; desde su asociación con la evolución del conocimiento humano, hasta su constante presencia en la Literatura, desde las obras más antiguas, hasta las más modernas. Es también, y sin duda, un invaluable hilo conductor para explicar la necesaria vinculación del aprendizaje de disciplinas instrumentales como Matemática e Informática, que ayudan a resolver los problemas del micro y macrocosmos.

EL APORTE FORMATIVO

La Astronomía es una ciencia natural que procura explicar al Universo más allá de nuestro diminuto entorno, es, a su vez, una ciencia experimental que permite medir, cuantificar, comparar y reflexionar sobre fenómenos, buscándoles una explicación racional y no supersticiosa. Como no puede remitirse a un laboratorio, contribuye a desarrollar una mayor capacidad en la búsqueda de soluciones de manera muy diversa. En síntesis: ayuda a agudizar el ingenio para mejorar la resolución de situaciones.

Promueve la generación de una metodología de razonamiento particular: a partir de los trabajos experimentales de varias disciplinas y la observación propia, permite inducir o deducir las explicaciones de los fenómenos más distantes y complejos del Universo. Contribuye también, a desarrollar la capacidad de elaborar representaciones abstractas del mundo físico.

Es inclusive una ciencia que, una vez conocida, suele generar gran pasión tanto en profesionales como en aficionados, a los que les permite tener lugar y poder realizar aportes a la comunidad astronómica internacional.

La existencia de la Astronomía en la Enseñanza Media permite que el alumno alcance un conocimiento general del Universo y sus elementos en el sentido más amplio, lo cual a su vez es básico para la cultura del hombre moderno.

Como sistema educativo y como país, hemos enseñado Astronomía por más de cien años, cuando era un aporte visionario a la cultura general. En la actualidad es imprescindible para comprender noticias cotidianas, para entender nuestra situación en el Universo, para darle la justa dimensión a la conservación ecológica.

En esta época en que vivimos debemos priorizar la educación para la formación de personas autónomas, capaces de enfrentar las vicisitudes de la vida, optando por la solución más eficaz y eficiente, capaces de dar respuestas a los problemas cotidianos, la Astronomía contribuye con el alumno a adquirir herramientas que le permiten manejar instrumentos en constante evolución, si el alumno es autónomo, es capaz de hacer frente también a la revolución tecnológica; además de permitirle una visión más amplia y enriquecedora del mundo en que le ha tocado vivir.

OBJETIVOS

ACTITUDINALES

Contribuir a la formación integral del alumno, fomentando la actitud curiosa, mentalmente abierta, a la vez que honesta y rigurosa frente a los fenómenos observados.

Promover la reflexión y el análisis crítico de los hechos observados, de la información cotidiana, y de los modelos adoptados.

Impulsar el trabajo en equipo, formador de un espíritu de tolerancia, solidaridad y respeto; al mismo tiempo que instrumento necesario para alcanzar mejores resultados en sus aprendizajes y en los logros académicos.

PROCEDIMENTALES

Desarrollar en el alumno una concepción metodológica integradora de conocimientos, en la que se promueve la interdisciplinariedad; cuestionando la idea del conocimiento como áreas estancas, sin relación mutua.

Generar una herramienta inductiva-deductiva de análisis de la realidad, de comprobación indirecta que le permita al alumno relacionar conocimientos concretos, para abstraer conclusiones sostenibles.

Favorecer un análisis integrado que le permita al alumno comprender los avances científicos enmarcados en sus momentos históricos, vinculados con sus paradigmas sociales y realidades culturales.

CONCEPTUALES

Ubicar al hombre en el espacio

Identificar a la Tierra como un sistema no aislado que interactúa con su entorno.

Generar una visión global y enriquecedora del mundo en que vivimos.

Reconocer los factores externos que condicionan el desarrollo y la evolución de la vida; permitiendo la aceptación de la probabilidad del desarrollo de la vida en otros sistemas planetarios.

Ubicar al hombre en el siglo XXI

Resaltar los avances tecnológicos en el campo espacial, íntimamente relacionados con todo el desarrollo tecnológico.

Mostrar el uso cotidiano de la tecnología espacial.

Discutir el futuro del Hombre en el Espacio y los próximos desafíos planteados en la investigación espacial.

Despertar el interés por la ciencia

Experimentar el proceso de investigación con ejemplos modernos y de interés científico actual.

Mostrar un panorama actualizado de los avances astronómicos y el instrumental que lo ha hecho posible.

Conocer y comprender el Sistema Solar y la exploración planetaria, sondas espaciales presentes y futuras a planetas y cuerpos menores.

Reconocer la interrelación que ha alcanzado el Hombre con su medio.

Comprender la evolución estelar: origen y etapas finales de una estrella.

Conocer el posible origen y destino del Universo.

ESTRUCTURA GLOBAL

UNIDAD I

LA OBSERVACIÓN DEL CIELO

Tema 1: La observación.

Tema 2: Los portadores de información.

UNIDAD II

EL SISTEMA SOLAR Y EXPLORACIÓN ESPACIAL

Tema 3: Los movimientos planetarios.

Tema 4: El Sol.

Tema 5: Planetas y cuerpos menores.

Tema 6: Exobiología.

Tema 7: La Tierra en el espacio.

Tema 8: Exploración espacial.

UNIDAD III

LAS ESTRELLAS

Tema 9: Parámetros estelares.

Tema 10: Espectros.

Tema 11: Estructura y evolución.

Tema 12: Estados finales.

Tema 13: Binarias.

UNIDAD IV

EL UNIVERSO

Tema 14: Medio Interestelar.

Tema 15: La Vía Láctea.

Tema 16: Galaxias.

Tema 17: Origen y evolución del Universo.

ESTRUCTURA ANALÍTICA

UNIDAD I - La Observación del Cielo

Objetivos: En esta Unidad se pretende introducir al alumno en la terminología general del curso. Se presentan las principales herramientas que han hecho posible el conocimiento astronómico: i) la Observación, ii) los Portadores de Información de objetos remotos.

1) La Observación (7 clases)

Cielo a simple vista: forma aparente, color, crepúsculos, astros presentes.

Esfera Celeste para el lugar: líneas, planos, puntos principales.

Teorema de la Latitud. La bóveda celeste para diferentes latitudes.

Movimiento General Diario.

Coordenadas horizontales y ecuatoriales: manejo de mapas celestes.

Constelaciones: origen, leyendas, delimitación actual.

Magnitudes aparentes.

2) Los Portadores de Información (6 clases)

La radiación electromagnética.

Mencionar espectros. Tipos de espectros. Análisis espectral. Corrimiento Doppler.

La absorción y el pasaje por la atmósfera (ventanas y la comunicación por radio)

Instrumental Astronómico: Colectores (telescopios y radiotelescopios) y Detectores (ojo humano, fotografía, fotómetros, cámaras CCD).

Otras fuentes: Partículas (rayos cósmicos, polvo, etc.).

Las Escalas del Universo. Concepto espacio-tiempo.

Experiencias: Observación del Cielo a simple vista con reconocimiento de Constelaciones. Observación telescópica, espectro del Sol, modelo de cámara CCD, fotografía color. Modelo 3D de constelaciones y modelo de bóveda celeste. Se sugiere proponer observaciones de Sol, Luna y planetas.

TOTAL DE CLASES APROXIMADAMENTE: 13

UNIDAD II - Sistema Solar y Exploración Espacial

Objetivos: Se presentarán los movimientos planetarios en el Sistema Solar, las leyes que lo rigen y sus consecuencias para la Tierra. Se describirán las características generales de los planetas desde una perspectiva comparativa. Remarcar que los sistemas planetarios como el Sistema Solar son un subproducto del proceso de formación de una estrella y que la vida que se desarrolló en la Tierra puede haberse desarrollado en otros sistemas planetarios. Mostrar la Tierra como un Sistema no aislado que interactúa con su entorno. Señalar los factores externos que condicionan el desarrollo de la vida. Resaltar los avances tecnológicos en el campo espacial. Mostrar el uso cotidiano de la tecnología espacial. Discutir el futuro del Hombre en el Espacio.

Es la Unidad donde de podrán desarrollar el mayor número de experiencias

3) Los movimientos planetarios (7 clases)

El sistema geocéntrico y heliocéntrico (de Ptolomeo a la Revolución Copernicana).

Esquema general del Sistema Solar. Movimiento de rotación y traslación del Sistema Solar. Movimiento aparente anual del Sol. Eclíptica, Zodíaco.

Fases Lunares, Eclipses.

Leyes del Movimiento. La Ley de la Gravitación Universal.

Leyes de Kepler. Tipos de órbitas.

Experiencias: Modelo de traslación del Sistema Tierra – Luna para explicar fases y eclipses.

4) El Sol (4 clases)

Física solar.

Leyes de radiación.

Estructura solar: Núcleo, generación de energía, Transporte de energía (zona radiativa y convectiva). Neutrinos.

Fotosfera, Corona. Actividad. Viento Solar. Heliopausa.

Rotación solar.

Experiencias: Observación directa del Sol. Manchas solares. La constante solar

5) Planetas y Cuerpos Menores (9 clases)

Características dinámicas y físicas de los planetas. Planetas terrestres y jovianos.

Atmósferas, superficies e interiores planetarios. Satélites naturales.

Exploración planetaria (sondas espaciales).

Cuerpos menores: Asteroides, Cometas y Meteoros. Polvo interplanetario. Región Transneptu-niana. Nube de Oort.

Craterización. Extinciones masivas.

Origen del Sistema Solar. Origen del Sistema Tierra-Luna.

Experiencias: Modelo a escala del Sistema Solar, La temperatura en otros planetas, La distancia de la Luna, La altura de las montañas en la Luna. La Masa de Júpiter a partir de los satélites galileanos, Agua e inundaciones en Marte, Rotación de los anillos de Saturno, Craterización de la Luna e Impactos en la Tierra, Búsquedas de asteroides, Modelo de Núcleo cometario

6) Exobiología ( 3 clases)

Planetas extrasolares.

Origen de la vida. Vida extraterrestre.

Búsqueda de inteligencias extraterrestre.

Experiencias: Detección de planetas extrasolares, Habitabilidad de otros planetas.

7) La Tierra en el espacio (5 clases)

Estaciones.

Medida del tiempo y Calendario.

Interacción Sol-Tierra. Campo magnético y Auroras. Clima espacial.

Usos de la Energía solar. Efecto invernadero.

Cambio Global. Futuro de la Vida en la Tierra.

Experiencias: Modelo de traslación del sistema Tierra-Luna para explicar Estaciones, Fases y Eclipses. Efecto invernadero, Horno solar, Predicción del efecto de tempestades solares.

8) Exploración Espacial (6 clases)

Astronáutica. Reseña histórica. Cohetes y Satélites Artificiales.

Tipos de órbitas: bajas, medias, altas, polares y geoestacionarias.

Usos: percepción remota, estados del tiempo, telecomunicaciones, estaciones espaciales.

Viajes interplanetarios.

Experiencias: Modelo de Cohete, Pasajes de satélites, Diseño de una sonda espacial y una misión tripulada.

TOTAL DE CLASES APROXIMADAMENTE: 34

UNIDAD III - Estrellas

Objetivos: Remarcar que todo el conocimiento de las estrellas es adquirido a través de la observación remota. Presentar un panorama actualizado sobre la Evolución estelar, en especial sobre el proceso de formación y los estados finales.

9) Parámetros estelares (2 clases)

Distancias estelares. Magnitud Absoluta. Características físicas: Luminosidad, Temperatura, Radios.

10) Espectros (4 clases)

Leyes de Kirchhoff. Análisis espectral. Clasificación espectral. Diagrama HR.

11) Estructura y Evolución (5 clases)

Estructura. Generación de energía. Evolución. Formación: Discos de acreción y protoestrellas. Enanas marrones. Evolución hacia y desde la Secuencia Principal. Estrellas Variables. Gigantes y Supergigantes.

12) Estados finales (3 clases)

Explosiones estelares y nebulosas. Generación de elementos pesados. Estados finales: enanas blancas, pulsares y agujeros negros (evidencias).

13) Binarias (2 clases)

Binarias y sistemas múltiples: dinámica y evolución.

Experiencias: Comparación de espectros y clasificación. Temperatura de estrellas. Determinación de masa de binarias. Descubrimiento de planetas extrasolares.

TOTAL DE CLASES APROXIMADAMENTE: 16

UNIDAD IV - Astronomía Galáctica y Extragaláctica

Objetivos: Señalar la interacción entre Estrellas y Medio Interestelar. Resaltar la pluralidad de mundos y la ubicación del Sistema Solar. Remarcar la estructura jerárquica del Universo. Presentar los últimos avances en Cosmología y Discutir las implicancias filosóficas de las teorías cosmológicas.

14) Medio Interestelar (3 clases)

Gas y Polvo. Absorción y enrojecimiento. Tipos de Nubes: Atómicas (Regiones HI), Moleculares (Nebulosas Oscuras), Regiones HII.

15) La Vía Láctea (4 clases)

Cúmulos estelares. Vía Láctea: Reseña histórica, Dimensiones, Dinámica de la Galaxia, Estructura (Disco, Bulbo central, Centro Galáctico, Halo estelar, Halo oscuro).

16) Galaxias (5 clases)

Distancias cósmicas. Galaxias: Tipos. Estructura, Rotación y Materia Oscura, Núcleos Activos, Colisiones, Cuásares. Agrupamiento de Galaxias y estructura jerárquica. Grupo Local.

17) Origen y Evolución del Universo (5 clases)

Expansión del Universo. Corrimiento Doppler y Ley de Hubble. Teorías Cosmológicas. Evolución del Universo: Big Bang, Inflación, Dominio de la radiación y la materia, Radiación de Fondo, Formación de los elementos, Formación de las Galaxias, Geometría del Universo, Curvatura del Espacio. Evolución futura: densidad crítica. Balance de materia.

Experiencias: Absorción del medio interestelar. Distancia a los cúmulos y su distribución. Clasificación de Galaxias en el Hubble Deep Field. Expansión del Universo.

TOTAL DE CLASES APROXIMADAMENTE: 17

Para aquellos grupos que tengan acceso a computadoras e instrumental astronómico, el número y la variedad de experiencias puede ser mucho mayor.