Guía Docente 2018-19
FUNDAMENTOS FÍSICOS

DATOS BÁSICOS DE LA GUÍA DOCENTE:

Materia: FUNDAMENTOS FÍSICOS
Identificador: 33404
Titulación: DOBLE GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA Y BIOINFORMÁTICA
Módulo: FUNDAMENTOS CIENTIFICOS DE LA INGENIERIA
Tipo: MATERIA BASICA
Curso: 1 Periodo lectivo: Primer Cuatrimestre
Créditos: 6 Horas totales: 150
Actividades Presenciales: 68 Trabajo Autónomo: 82
Idioma Principal: Castellano Idioma Secundario: Inglés
Profesor: BERGUES CABRALES, JESUS MANUEL (T) Correo electrónico: jmbergues@usj.es

PRESENTACIÓN:

Los fundamentos físicos constituyen los pilares básicos para el entendimiento de fenómenos de naturaleza mecánica, térmica y electromagnética. Los mismos potencian el desarrollo de un pensamiento adiestrado, profundo y coherente que dota a los estudiantes de un valor formativo en el ámbito de su carrera y futura profesión. Particularmente, sus fundamentos, permiten el entendimiento de aplicaciones específicas, tales como: monitores de computadores, celdas de memoria, transductores, pantallas táctiles, papel y tinta electrónica, impresión electrofotográfica, disipación de calor en ordenadores, almacenamiento de información, filtros analógicos, pantallas de cristal líquido, fibra óptica, diferentes dispositivos semiconductores basados en diodos y transistores, etcétera.

 

Los fundamentos físicos pertenecen al módulo de Fundamentos Científicos de la ingeniería; que incluyen, además, las materias de matemáticas. En su conjunto tributan a otras materias de la titulación.

COMPETENCIAS PROFESIONALES A DESARROLLAR EN LA MATERIA:

Competencias Generales de la titulación G01 Capacidad de liderazgo para poder influir sobre un colectivo con el fin de que este alcance unos determinados objetivos de forma conjunta y eficiente
G02 Capacidad innovadora para proponer y encontrar formas nuevas y eficaces de realizar cualquier tarea y/ o función dentro de su entorno profesional con una elevada motivación por la calidad
G03 Capacidad para trabajar dentro de equipos multidisciplinares para conseguir metas comunes, anteponiendo los intereses colectivos a los personales
G04 Capacidad para trabajar siempre con responsabilidad y compromiso, creando un alto sentido del deber y el cumplimiento de las obligaciones
G05 Capacidad para adaptarse a diferentes entornos con una actitud positiva y optimista y orientar su conducta a la consecución de metas
G06 Capacidad para analizar y resolver los problemas o imprevistos complejos que puedan surgir durante la actividad profesional dentro de cualquier tipo de organización socio-económica
G08 Habilidad para comunicarse eficazmente sobre distintos temas en una variedad de contextos profesionales y con los diferentes medios disponibles
G09 Capacidad para tomar decisiones de manera imparcial y desde un punto de vista racional
G10 Capacidad crítica y analítica en la evaluación de información, datos y líneas de actuación
G13 Capacidad para utilizar estrategias de aprendizaje individuales orientadas a la mejora continúa en el ejercicio profesional y para emprender estudios posteriores de forma autónoma
G14 Capacidad de abstracción para manejar diferentes modelos complejos de conocimiento y aplicarlos al planteamiento y resolución de problemas
G15 Capacidad para estructurar la realidad relacionando objetos, situaciones y conceptos a través del razonamiento lógico matemático
Competencias Específicas de la titulación E02 Capacidad para aplicar los principios intrínsecos de la ingeniería basados en las matemáticas y en una combinación de disciplinas científicas
E03 Capacidad para reconocer los principios teóricos y aplicar satisfactoriamente los métodos prácticos apropiados para el análisis y la resolución de problemas de ingeniería
E07 Capacidad para trabajar eficazmente en equipos de proyecto, asumiendo en su caso responsabilidades directivas, y considerando los aspectos humanos, tecnológicos y financieros
E08 Capacidad para comunicarse productivamente con clientes, usuarios y colegas, tanto de modo oral como por escrito, con el fin de transmitir ideas, resolver conflictos y alcanzar consensos
E09 Capacidad para mantener las competencias profesionales mediante el aprendizaje autónomo y la mejora continua
E12 Capacidad para gestionar la complejidad a través de la abstracción, el modelado, las ?best practices?, los patrones, los estándares y el uso de herramientas apropiadas

REQUISITOS PREVIOS:

Tener conocimientos del bachillerato de ciencias relativos a:

·         Física

·         Matemática

·         Química

 

PROGRAMACIÓN DE LA MATERIA:

Contenidos de la materia:

1 - FÍSICA CLÁSICA
    1.1 - Mecánica newtoniana
    1.2 - Campo gravitatorio
    1.3 - Campo electrostático
    1.4 - Circuitos de corriente continua
    1.5 - Campo magnético
    1.6 - Inducción electromagnética
    1.7 - Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas
2 - MECÁNICA CUÁNTICA Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA
    2.1 - Fundamentos de la física atómica
    2.2 - Materia Condensada
    2.3 - Bandas de energía. Semiconductores
    2.4 - Dispositivos semiconductores: Diodos y transistores

La planificación de la asignatura podrá verse modificada por motivos imprevistos (rendimiento del grupo, disponibilidad de recursos, modificaciones en el calendario académico, etc.) y por tanto no deberá considerarse como definitiva y cerrada.


METODOLOGÍAS Y ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE:

Metodologías de enseñanza-aprendizaje a desarrollar:

La metodología de enseñanza-aprendizaje de la materia se basa en el aprendizaje por planteamiento de problemas en actividades teóricas y prácticas. Esta metodología se realiza con un enfoque constructivista en la que el estudiante es el centro del proceso y el profesor actúa como un guía o mentor, es decir, se centra en el aprendizaje del estudiante vinculado directamente a las metodologías de enseñanza aplicadas por el profesor1-4. Por tanto, acorde a las nuevas tendencias del aprendizaje1, éste tendrá en cuenta los siguientes principios5:

  1. proceso contructivista (el estudiante elabora el conocimiento a partir del que tiene previamente).
  2. autoeducativo (el estudiante organiza y controla sus actividades para el aprendizaje).
  3. colaborativo (el estudiante interactúa con otros para alcanzar una comprensión común de una cuestión de estudio).
  4. contextualizado (en el entorno de la ingeniería).

Al mismo tiempo el aprendizaje debe ser significativo y crítico6 (variedad de estrategias de aprendizaje, preguntas en lugar de respuestas, variedad de los materiales de aprendizaje, aprendizaje por corrección de errores, alumno como procesador receptor, desarrollo de la conciencia semántica, desaprendizaje de ciertas ideas establecidas y considerar el conocimiento como lenguaje).

 

En este sentido, las clases no se limitan al carácter receptivo de la información por parte del estudiante sino a su papel activo en la transformación de la información en conocimiento. Además, es importante el carácter humanista en el desarrollo de sus competencias.

 

Para lograr el desarrollo de las competencias establecidas en la asignatura, según a las metodologías y principios anteriores las sesiones se plantean con las siguientes formas de docencia:

 

Clase Magistral. El profesor utilizará este tipo de para transmitir la información mediante la exposición oral y escrita, utilizando convenientemente las TICs como medio auxiliar en el proceso de enseñanza. Las exposiciones tendrán un carácter orientador al tema; y en las mismas, se estructurará el sistema de conocimientos en forma coherente y lógica. En todo momento se explicarán las ideas básicas y la filosofía propia de la asignatura, evitando demostraciones extensas que conspiren contra la comprensión de las ideas fundamentales de la física –lo cual no quiere decir que los desarrollos matemáticos sean menos importantes-. Durante las exposiciones se podrán plantear preguntas o situaciones polémicas, introducir pequeñas actividades prácticas, resolver dudas, presentar informaciones incompletas, orientar la búsqueda de información, desarrollar debates y crear el ambiente para que el desarrollo de la clase tenga carácter activo. En el caso que las circunstancias lo requieran se podrán adoptar otras actividades teóricas no contempladas en la programación inicial. El desarrollo de la clase en cualquiera de las variantes señaladas tendrá una información previa. Por tanto, el estudiante debe prepararse con antelación para que pueda participar en la construcción conjunta (profesor-alumno) del nuevo conocimiento.

 

Clase de problemas. Las clases de problemas (Clases Prácticas) son una forma de docencia de gran importancia dedicada principalmente al desarrollo de habilidades resolutivas en preguntas, ejercicios y problemas. Para el desarrollo de esta forma de docencia, el estudiante necesita de una preparación previa a cada clase de problemas (estudio de teoría y ejemplos resueltos propuesto por el profesor). En estas clases el profesor podrá desarrollar algunos ejemplos que ilustren un estilo de trabajo organizado y coherente. Además, los ejercicios y problemas se desarrollarán en dos formas principales: individualmente y/ o en grupos. En cualquier caso se evaluará estas circunstancias como trabajo individual y/ o en grupo.

 

Laboratorio. Esta forma de enseñanza práctica se dedica a la realización de tareas científicas mediante la adquisición de datos experimentales, a través del proceso de medición, y el posterior procesamiento de los mismos al correlacionar teoría y experimento. En este contexto el estudiante dispondrá de un manual de laboratorio en el cual aparecerán las indicaciones para realizar la práctica y la información contenida en éste se debe analizar antes de ir a su realización. El conocimiento que tenga de la práctica será objeto de evaluación, es decir, se verificará si el estudiante posee la información necesaria para la realización de la práctica de laboratorio antes del comienzo de ella y durante la realización de la misma. Por tanto, se tendrá en cuenta el desenvolvimiento del estudiante en la obtención de los datos experimentales y cómo enfoca cualquier dificultad relacionada con las mediciones. Al culminar el laboratorio, el estudiante rendirá un informe o memoria escrita que recoja la tarea científica que ha resuelto. El informe incluye las siguientes partes: introducción (aparece el planteamiento y los objetivos de la tarea científica), materiales y métodos para el proceso de medición, análisis de los resultados (procesamiento estadístico, correspondencia con los fundamentos teóricos que sustentan el estudio indicando convenientemente a qué se deben las discrepancias con la teoría) y las conclusiones del trabajo. El profesor puede decidir, si lo estima conveniente, una exposición oral que avale lo presentado en la memoria. Al mismo tiempo el profesor indicará ejercicios que formarán parte de la evaluación del laboratorio. Éstos están encaminados a evaluar los aspectos de la teoría que el estudiante debe saber.

 

Sesiones de tutoría. Este tipo de actividad de enseñanza contribuye a cerrar el ciclo de aprendizaje significativo. En éstas, los estudiantes podrán preguntar al profesor u otros estudiantes aquellas dudas que han podido surgir en el trabajo autónomo. Se podrá solicitar bibliografía de ampliación específica de algún tema concreto y/ o cualquier otro tipo de información relacionada con la asignatura. Por otra parte, durante estas sesiones, se realizará un seguimiento de los grupos con la supervisión y orientación del proceso a seguir en cada una de las actividades realizadas. La asistencia a tutorías, tanto con el profesor como con otros compañeros, deben ir precedidas por el trabajo individual del estudiante -en caso contrario NO tiene sentido técnico su realización.

 

Sesiones de trabajo autónomo. Representa más del 50% de los créditos de la asignatura, lo cual representa un volumen significativo de trabajo independiente y/ o de grupo. En este contexto se realiza la preparación previa y posterior a clases: magistrales, de problemas y laboratorios. Por otra parte se organiza el estudio con vista a la realización de evaluaciones orales y/ o escritas. También es el escenario para preparar el trabajo en equipo así como la búsqueda de información para la realización de proyectos, informes de laboratorios, etcétera.

 

En cualquiera de las formas anteriores de enseñanza-aprendizaje, el profesor puede ilustrar experimentos simulados en ordenador con la finalidad de ayudar al proceso de aprendizaje e indicar el estudio independiente.

 

La asistencia a todas las actividades docentes presenciales tiene carácter OBLIGATORIO. En éstas, los estudiantes deben tomar las orientaciones que proporciona el docente en las clases magistrales para la realización del trabajo autónomo. Además, deben preparar las actividades prácticas previas a la realización de las clases y estudiar continuamente para conseguir el cumplimiento de objetivos y competencias que se evalúan de forma sistemática a lo largo del semestre. El estudiante es responsable de estructurar los temas con vista a las evaluaciones; así como, esclarecer las dudas que surjan del estudio en cualquiera de sus formas. Para ello, debe apoyarse en el profesor o compañeros de estudios. En todo momento el estudiante es el responsable que el aprendizaje se desarrolle con eficacia. El profesor es un facilitador del aprendizaje pero nunca puede sustituir la responsabilidad del estudiante, aprender.

 

 

1. J. M. Bergues, D Chinarro and L Bruton, "SIMULATIONS AS STRATEGIES FOR MEANINGFUL, SUSTAINABLE, COGNITIVE LEARNING IN PHYSICS TEACHING" ICERI2010 Proceedings 3rd International Conference of Education, Research and Innovation. Madrid (Spain). 15th -17th of November, 2010.


2. J. M. Bergues and A. Domingo, "SIMULATIONS ON TEACHING-LEARNING PROCESSES FOR GENERATING AN INQUIRY FROM A BASIC SUBJECT" EDULEARN15 Proceedings 7th annual International Conference on Education and New Learning Technologies. Barcelona (Spain). 4th - 6th of July, 2015.


3. J. M. Bergues, "TEACHING-LEARNING SIMULATION: A SUPPORT TO WRITTEN ASSESSMENT OF PHYSICS" EDULEARN16 Proceedings 8th annual International Conference on Education and New Learning Technologies. Barcelona (Spain). 4th - 6th of July, 2016.

4. J. M. Bergues, "LEARNING-TEACHING APPROACH BASED ON FOCUSED AND DIFFUSE THINKING MODES: A PRACTICAL EXPERIENCE IN THE PHYSICS LECTURE" EDULEARN16 Proceedings 8th annual International Conference on Education and New Learning Technologies. Barcelona (Spain). 4th - 6th of July, 2016.

5. Dolmans, D., De Grave, W., Wolfhagen, I. y Van der Vleuten, C. "Problem-based learning: future challenges for educational practice and research". Medical Education, 39, pp. 732-741 (2005).

6. Moreira, M. A. Aprendizaje Significativo, Campos Conceptuales y Pedagogía de la Autonomía: Implicaciones Para la Enseñanza Aprendizaje Significativo. Meaningful Learning Review 2(1), pp. 44-65 (2012).

Volumen de trabajo del alumno:

Modalidad organizativa Métodos de enseñanza Horas estimadas
Actividades Presenciales
Clase magistral 26
Otras actividades teóricas 1
Resolución de prácticas, problemas, ejercicios etc. 22
Exposiciones de trabajos de los alumnos 3
Prácticas de laboratorio 12
Actividades de evaluación 4
Trabajo Autónomo
Asistencia a tutorías 8
Estudio individual 34
Preparación de trabajos en equipo 15
Realización de proyectos 10
Lecturas obligatorias 12
Otras actividades de trabajo autónomo 3
Horas totales: 150

SISTEMA DE EVALUACIÓN:

Obtención de la nota final:

Pruebas escritas: 50 %
Trabajos en equipo: 30 %
Exposición: 20 %
TOTAL 100 %

*Las observaciones específicas sobre el sistema de evaluación serán comunicadas por escrito a los alumnos al inicio de la materia.

BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTACIÓN:

Bibliografía básica:

YOUNG, Hugh D y FREEDMAN, ROGER A. Física Universitaria (Vol. 1 y 2 12ª ed). México: Pearson, Addison-Wesley, 2009.
BERGUES, Jesús Manuel. Apuntes de la asignatura. Villanueva de Gállego: USJ, 2011.
BURBANO DE ERCILLA, Santiago, BURBANO GARCÍA Enrique y GRACIA MUÑOZ Carlos. Problemas de Física (27a edición). Madrid: Tébar, 2004.
TIPLER, Paul y MOSCA, Gene. Física (Vol. 1 y 2, 6ª edición). Barcelona: Reverté, 2010.

Bibliografía recomendada:

GÓMEZ, V P; NIETO, L V; ÁLVAREZ, M y MARTÍNEZ, O R. Fundamentos físicos y tecnológicos de la informática. México: Pearson prentice Hall, 2006.
CRIADO, A M y FRUTOS, F. Introducción a los Fundamentos Físicos de la Informática. Zaragoza: Paraninfo, 1999.

Páginas web recomendadas:

Curso interactivo de física general http:/www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/
La web de Física http:/www.lawebdefisica.com/
Universo científico http://www.acienciasgalilei.com/videos/video0.htm