Licenciatura en Física

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Acerca de la formalización del concepto velocidad desde la geometrización del movimiento de caída según Galileo Galilei
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Moreno García, Diana Victoria; Tarazona Vargas, Liliana
La investigación de este trabajo trata uno de los conceptos fundamentales en la cinemática, como lo es el concerniente al tema de la velocidad y como en su análisis se nos permite hacer referencia a la velocidad instantánea en el movimiento de caída de los cuerpos, comprendiendo el alcance o sentido de lo que concebimos actualmente de esta magnitud. Es por lo tanto que recurriendo precisamente a trabajos realizados en la historia de la física los que nos ofrecen la explicación necesaria para darle mejor sentido a lo que significó la construcción de tales magnitudes y así encontrar en el trabajo hecho por el gran físico Galileo Galilei, un reflejo de lo que representó el estudio de esta magnitud para la descripción del fenómeno físico referente al movimiento natural y acelerado de los objetos. Siendo finalmente este trabajo de grado un aporte significativo en las implicaciones que puedan surgir para diseñar metodologías que logren derivar concepciones sustanciales en el campo de la enseñanza de la física.
Un acercamiento a la relación calor – trabajo Secuencia didáctica para el uso de la máquina térmica “Heat Wizard”.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) Rodriguez Cuellar, Julieth Nathalia; Cárdenas Valbuena, Diana Yised
Esta investigación tiene como objetivo desarrollar la Heat Wizard, una máquina térmica que permita vincular los fenómenos térmicos y mecánicos, estableciendo la relación entre calor y trabajo. Se adopta un enfoque cualitativo basado en la investigación bibliográfica, realizando un recorrido histórico que proporciona las bases conceptuales y pedagógicas necesarias para analizar e interpretar estos fenómenos desde una perspectiva teórica y experimental. Este marco teórico no solo facilita la comprensión del funcionamiento del dispositivo, sino que también permite integrar estrategias didácticas innovadoras que conecten la teoría con la práctica en la enseñanza de la física. Se resalta la experimentación en el aula como base para proponer el diseño, construcción y desarrollo de la Heat Wizard. Para ello, se llevó a cabo la observación de clases en los colegios San Juan de Ávila y Agustín Nieto Caballero, así como la aplicación de un cuestionario diagnóstico para identificar las concepciones alternativas de los estudiantes sobre calor, trabajo y máquinas térmicas. Con los datos obtenidos, se realizó un análisis detallado que permitió interpretar y evaluar la incidencia de estas concepciones en su aprendizaje. Como resultado, se presenta la Heat Wizard como una propuesta experimental dentro de una secuencia didáctica estructurada, promoviendo la interacción entre la teoría y la práctica. Esta integración fortalece la enseñanza de la física al proporcionar una aproximación experimental que refuerza la comprensión de los principios de la termodinámica y su aplicación en contextos reales.
Acercamiento a la relatividad especial a partir de su historia y nociones de equivalencia entre masa y energía.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Gualteros Rojas, Duvan Felipe; Castillo Ayala, Juan Carlos
Este trabajo de grado se centra en el desarrollo de un análisis conceptual e histórico de la Teoría Especial de la Relatividad (TER), centrándose en el concepto de equivalencia entre masa y energía. Abordando aspectos fundamentales como el espacio-tiempo, la masa, la fuerza y la energía, examinando estas ideas desde el punto de vista de la teoría clásica a la relativista. Surgiendo de una revisión de nuevas temáticas destinadas a la enseñanza de aspectos de física moderna aula. Además, se presenta una propuesta de aula diseñada para estudiantes de grado once, con el objetivo de acercarlos a las ideas de la física moderna de manera accesible enfocándose en conceptos relativistas llegando a la equivalencia masa-energía.
Acercamiento al concepto de corriente, a partir de una contextualización histórica, desde las primeras nociones hasta las consideraciones de Maxwell.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) Beltrán Tarazona, Cristian Leonardo; N/A
Se realizo una contextualización histórica sobre el concepto de corriente. Este trabajo nace de la necesidad de contextualizar históricamente a los estudiantes de la licenciatura de física. El trabajo explora los avances y procesos de investigación que llevaron al desarrollo de la electricidad, abarcando desde sus primeras observaciones hasta teorías más avanzadas. Inicialmente, se presentan la justificación y los objetivos del estudio, destacando la importancia de comprender la historia de la electricidad para fomentar el pensamiento crítico y analítico en el ámbito educativo. Se analizan los primeros conceptos de la electricidad, comenzando con las observaciones de Tales de Mileto y los aportes fundamentales de Gilbert, quien definió el concepto de electricidad y distinguió entre efectos magnéticos y eléctricos. A lo largo del tiempo, diversos científicos como Otto Von Guericke, Benjamín Franklin y Charles Coulomb ampliaron el entendimiento de la electrostática, demostrando que la electricidad puede experimentar atracción y repulsión según la carga eléctrica. El trabajo también destaca el descubrimiento crucial de Ørsted sobre la relación entre electricidad y magnetismo, lo que desencadenó investigaciones significativas por parte de científicos como Ampere y Faraday. Finalmente, se examina la teoría electromagnética de Maxwell, quien redefinió conceptos previos, asociando propiedades eléctricas y magnéticas al espacio en lugar de a la materia, como lo hacía Faraday.
Acercamiento al concepto de energía cuantizada por medio del cálculo de los estados ligados de sistemas mecánico cuánticos unidimensionales.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Muñoz Reina, Eduardo Andrés; Méndez Hincapié, Néstor Fernando
Trabajo de grado donde el autor busca mostrar la importancia de la programación y los métodos numéricos aplicados al problema de los estados ligados, la cuantización de la energía y los objetos usados en la descripción de sistemas donde se observan estos fenómenos, los pozos de potencial, sobre los cuales se trabajará los cálculos, la obtención de los datos de interés y en los cuales se basa la simulación. Esto con el objetivo último de entregar una herramienta computacional en la que se puede observar y evaluar cualquier tipo de pozo de potencial cuántico y sea un complemento en el estudio y visualización de dichos sistemas físicos.
Acercamiento al concepto de fuerza mediante el uso de un videojuego desarrollado en Unity.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2022) Franco Charry, Steven; Heredia Heredia, Víctor Andrés
Este trabajo de grado consiste en la creación de un videojuego educativo basado en las leyes de Newton, el cual busca aportar un acercamiento a conceptos relacionados con la dinámica clásica. Se realiza un análisis de dos problemas que conllevan a la búsqueda de una forma de enseñanza alternativa al aula, los cuales son, la pandemia causada por el Covid-19 y la enseñanza tradicional que en ocasiones se sigue impartiendo en los salones de clase. Se realiza una revisión conceptual y matemática de las leyes propuestas a través de Philosophiæ naturalis principia mathematica, se brindan ciertos datos biográficos de la vida de Newton que buscan dar un contexto a los jugadores dentro de la aventura. El videojuego se desarrolla mediante Unity y presenta tres ejemplos junto con la explicación del movimiento natural de estos. Por ultimo se realiza un análisis de los resultados que brinda la experiencia para los jugadores que hicieron parte de la prueba piloto.
Un acercamiento al electromagnetismo : propuesta didáctica para la comprensión y apropiación del concepto campo magnético en aula inclusiva con diversidad funcional visual.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2018) Jiménez Cárdenas, Diego Javier; Trujillo Téllez, Judith
El presente trabajo investigativo surge de la necesidad de diseñar estrategias, herramientas y propuestas didácticas que inciten en el estudiantado regular y con diversidad funcional visual el interés de estudiar fenómenos físicos, las cuales tengan como objetivo favorecer, no sólo el estudio, sino también la comprensión y apropiación de los conceptos que en dichos fenómenos intervienen. Para dar respuesta a la necesidad antes mencionada, este trabajo hizo uso de la metodología investigación acción, la cual permitió realizar un ejercicio de diagnóstico frente al conocimiento que los estudiantes tienen sobre electromagnetismo y de manera concreta el campo magnético. Dicho diagnóstico fue útil para diseñar una propuesta que incluye tres módulos donde se desarrollan talleres prácticos y teóricos que permiten a los estudiantes de grado once de la institución Rodrigo Lara Bonilla comprender la trazabilidad entre el fenómeno y la teoría que de este suscita. De manera general, el trabajo presenta una estrategia que permite integrar a los estudiantes en el estudio del electromagnetismo por medio de la construcción colectiva de un electroimán y la materialización de una serie de laboratorios de manera previa, en los cuales todos los estudiantes pudieron experimentar y conceptualizar, a través de las experiencias prácticas, diversas situaciones que suceden frente al campo magnético y del electromagnetismo. Dicha estrategia permite una inclusión significativa gracias a que genera experiencias de percepción táctil que favorecen, tanto a los estudiantes regulares, como aquellos que presentan diversidad funcional visual.
Un acercamiento al fenómeno de la refracción de la luz desde de una perspectiva fenomenológica con estudiantes de grado 11.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2024) Cifuentes Gomez, Jaime Camilo; Orozco González, Francisco Javier
El documento se enfoca en la enseñanza del fenómeno de la refracción de la luz a estudiantes de grado 11 desde una perspectiva fenomenológica. Esta perspectiva destaca la importancia de las experiencias sensibles de los estudiantes en la construcción del conocimiento. En lugar de abordar la refracción desde una abstracción teórica, se busca explicar el fenómeno a través de la interacción directa con las experiencias cotidianas de los estudiantes. El trabajo propone actividades experimentales que permitan a los estudiantes observar, formular hipótesis y construir teorías basadas en sus observaciones, relacionando sus conocimientos previos con las nuevas experiencias. Esto facilita una comprensión más profunda del fenómeno al integrar tanto las teorías históricas de Newton y Huygens como las experiencias prácticas. El enfoque fenomenológico también reconoce que el fenómeno no existe por sí solo, sino en relación con el observador, subrayando la construcción social de la realidad científica a través de la experiencia sensible
Un acercamiento al movimiento planetario en la escuela, el caso del semillero “Astrobosanova”, del Colegio Bosanova I.E.D.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Polanco Audor, Carlos Alberto; Orozco González, Francisco Javier
Este trabajo de grado de investigación surge de intereses y reflexiones generadas en la profundización de la Enseñanza de las Ciencias desde una Perspectiva Cultural, del programa de Lic. Física de la Universidad Pedagógica Nacional, donde aparece una preocupación en la enseñanza de la astronomía en la escuela. Donde uno de los problemas que se evidencia es la escasa formación en fenómenos astronómicos que se aborda en las escuelas.
Acercamiento histórico al concepto de entropía como información para el estudio de la evaporación de los agujeros negros.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2025) Zabala Arenas, David; López López, Andrés Felipe; Cruz Bonilla, Yesid Javier
El presente trabajo de grado propone un recorrido histórico y conceptual del término "entropía", desde su formulación clásica en la termodinámica hasta su reinterpretación como medida de incertidumbre en contextos como la teoría de Shannon y la evaporación de agujeros negros. Se abordan los aportes fundamentales de Clausius, Boltzmann y Planck, para luego explorar el tránsito hacia concepciones probabilísticas e informacionales de la entropía, considerando su papel en la física contemporánea. El enfoque se apoya en una metodología histórico-correlacional que permite rastrear cómo la variación del significado de entropía pasa de descripciones energéticas a descripciones basadas en incertidumbre y pérdida de información. El estudio culmina con un análisis del fenómeno de evaporación de agujeros negros, entendido como proceso de pérdida de información en el horizonte de eventos, lo que permite articular la entropía de Bekenstein-Hawking con la entropía de Shannon. Finalmente, se propone una secuencia didáctica orientada a la enseñanza de la entropía en la educación superior, integrando herramientas históricas, conceptuales y computacionales. Esta propuesta busca fortalecer la comprensión crítica del concepto y ofrecer recursos para su enseñanza en el aula, especialmente en contextos donde se cruzan la termodinámica, la teoría cuántica y la teoría de la información.
Un acercamiento teórico y experimental a la ley de Gauss.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2017) Ricardo Marroquín, John Fredy; Garzón Barragán, Isabel
En este trabajo se aborda el estudio de la Ley de Gauss desde un enfoque experimental para favorecer la construcción de algunas nociones en los estudiantes de tercer semestre de la Licenciatura en Física de la Universidad Pedagógica Nacional entorno a dicha ley. En la revisión bibliográfica que se llevó a cabo, se encontró muy poco material que estuviera relacionado con la parte experimental de la ley de Gauss. De acuerdo con esto, es de importancia realizar un aporte que se enfoque en la parte experimental debido a la estrecha relación que hay entre experiencia, lenguaje y conocimiento (Arcá et al 1990) En relación con lo anterior, se propone una investigación que tenga en cuenta la experimentación como base para la construcción de conocimiento, en ese sentido, como pregunta de investigación se plantea: ¿Cómo presentar la ley de Gauss a estudiantes de Licenciatura en Física, mediante un proceso que haga evidente su necesidad para estudiar los fenómenos electromagnéticos?
La actividad experimental como estrategia para el acercamiento al concepto de medición de un sistema cuántico.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2021) Florez Tovar, Jhonny; Ávila Torres, Sandra Bibiana
Desde el trabajo de investigación se desarrollan actividades experimentales como instrumento que permita la construcción del concepto de medición de una variable dinámica desde la Mecánica Cuántica (M.C), como una apuesta a la contribución de estrategias para la comprensión de temáticas que involucran razonamiento abstracto. Las actividades experimentales presentes se diseñaron para la comprensión de nociones alrededor de la M.C. desde de los conceptos de observador, medición e incertidumbre; donde se aborda la descripción cualitativa y cuantitativa de los fenómenos, como contribución a las diversas estrategias planteadas al problema de la medición en la mecanica cuantica y sus posibles soluciones.
La actividad experimental como una alternativa para la construcción de explicaciones en torno al fenómeno de entrelazamiento a propósito del concepto de localidad.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2020) Zamudio Cifuentes, Xiomy Lorena; Rozo Clavijo, Mauricio
Desde el trabajo de investigación se propone una perspectiva fenomenológica en donde la actividad experimental tiene un enfoque cualitativo y un papel de vital importancia en la apropiación de conceptos. Resulta conveniente presentar los fenómenos de la mecánica cuántica a los estudiantes ya que los obliga a reformular explicaciones y conceptos que están muy arraigados en la experiencia cotidiana. La conceptualización o formalización de un sistema cuántico requiere ingresar en un nuevo dominio explicativo y aceptar que existe una forma distinta de ver la naturaleza física que desafía a la actual que hemos construido con la experiencia macroscópica. Bajo esta perspectiva, la actividad experimental es comprendida como el espacio que le permite a los estudiantes hacer diferentes interpretaciones alrededor del fenómeno para explicarlo. El estudiante formaliza una noción cuando construye un conjunto de palabras que caracterizan aspectos o cualidades de los efectos observados. Estas actividades pueden ser una alternativa de aprendizaje para que los estudiantes logren la ampliación de su experiencia y la formalización de fenomenologías, en este caso particular, la construcción de explicaciones que nos lleven a la noción de entrelazamiento cuántico y su relación con el principio de localidad.
La actividad experimental para la construcción de conocimiento sobre el efecto piezoeléctrico en las clases de física de la escuela secundaria.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Mavery Viviana, Muñoz Ipus; Cifuentes Arcila, María Cristina
En la didáctica de la física, la construcción de conocimiento sobre el mundo físico es una finalidad fundamental para enseñar esta disciplina en la escuela secundaria. Este propósito se enfrenta por las convicciones epistemológicas de ciertos docentes que asumen una imagen de la ciencia desde perspectivas absolutistas-positivistas, que conciben la física como verdades incuestionables e incontrovertibles. En tal sentido, para estos docentes la finalidad de la enseñanza de la física es lograr que sus estudiantes memoricen, reproduzcan y utilicen «adecuadamente» los conocimientos producidos por los científicos como un asunto abstracto , lo cual lastimosamente termina siendo ininteligible y carente de significado para la vida de los estudiantes . En este contexto, surge la interrogante sobre la finalidad de los experimentos propuestos en las clases de física y la imagen de la ciencia que estos promueven. Pues bien, estos aspectos son fundamentales para comprender las dinámicas impuestas por la ciencia y la tecnología en cuanto a la integración entre la dimensión teórica y experimental en el proceso de construcción del conocimiento. La presente investigación se focaliza en abordar estos desafíos mediante un campo de estudio que posibilite articular la dimensión teórica y experimental, centrándose específicamente en el estudio del efecto piezoeléctrico
La actividad experimental, su papel en la construcción de conocimiento científico y en la enseñanza de las ciencias : el caso de la transferencia de calor por radiación térmica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2021) Torres Velásquez, José Santiago; Moreno Otero, Francis
En esta propuesta de trabajo de grado se pretende abordar las problemáticas que presentan los estudiantes de un nivel de educación básica secundaria al momento de interpretar correctamente los conceptos relacionados al fenómeno de transferencia de calor por radiación térmica (TCRT), proponiendo como alternativa de tratamiento, el desarrollo de una estrategia didáctica que permita hacer uso de la actividad experimental como una herramienta de enseñanza tal que, le brinde al estudiante la posibilidad de interactuar con el fenómeno desde su cotidianidad, y así, fortalecer los procesos de aprendizaje que le permitan un desarrollo del conocimiento más amplio respecto a la temática.
Actividad solar y su relación con el cambio de temperatura en la Tierra.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2013) Molina García, Sandra Patricia; Cardona Rodríguez, Giovanni; Monroy Cañón, Ignacio Alberto; Vargas Domínguez, Santiago
El presente trabajo de grado es realizado en dos partes: La primera es un análisis estadístico con los datos actuales hasta el 2012 de los datos experimentales de radiación solar y la temperatura de la Tierra obtenidos de estas agencias mencionadas. Se obtuvo una correlación baja de 0,51, cuyo resultado es algo mayor al último publicado en el 2002. La segunda parte consiste en el diseño e implementación de una práctica de aula en torno a la actividad solar y la relación con la temperatura en la Tierra. Esta es llevada con los estudiantes del proyecto PRAE del Colegio Escuela Nacional De Comercio, con el objetivo de identificar y caracterizar la relación entre la actividad solar y los cambios de temperatura de la Tierra. El resultado de esta implementación fue un afianzamiento en el conocimiento propio de los estudiantes en esta temática, culminado todo este proceso en el diseño de una representación artística que permitía identificar las características entre la actividad solar y los cambios de temperatura.
Actividades experimentales centradas en el Tubo de Lenz para la escuela secundaria.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2023) Quimbay Suarez, Paula Ximena; Cifuentes Arcila, María Cristina
El trabajo inicia con un recorrido histórico desde Arago hasta Foucault, explorando el desarrollo de corrientes parasitarias. Destaca avances en electricidad y magnetismo en el siglo XIX, como la Ley de Inducción magnética de Faraday. Se aborda el papel de las corrientes parasitarias en aplicaciones modernas como el frenado de trenes Maglev. El segundo capítulo revisa montajes experimentales para enseñar inducción y corrientes parasitarias, destacando el "Tubo de Lenz" por su impacto visual y costo accesible. Se propone una aproximación integral para la enseñanza. En el tercer capítulo se presenta un modelo matemático del Tubo de Lenz, considerando factores como el campo magnético y el material conductor. Se describe un montaje experimental y se analiza cualitativa y cuantitativamente el movimiento del imán. El cuarto capítulo ofrece una secuencia de actividades experimentales para estudiantes de secundaria, centradas en corrientes parasitarias, promoviendo la participación activa y el desarrollo de habilidades. Finalmente, en el quinto capítulo se presentan conclusiones que sugieren actividades experimentales como instrumentos pedagógicos para profundizar la comprensión de los principios físicos en estudiantes de secundaria.
Actividades experimentales para el estudio de las cualidades del sonido y el fenómeno de la refracción.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2019) Arévalo Pulido, Leidy Yohanna; Garzón Barrios, Marina; Malagón Sánchez, José Francisco
El presente trabajo es el resultado de una reflexión sobre la enseñanza de la física con estudiantes de grado once. En términos generales, la finalidad de este trabajo es llevar al aula de clase una secuencia de actividades experimentales que le permitan a los estudiantes tener herramientas suficientes para abordar el fenómeno del sonido, y a través de ello identificar las características que le asignan al fenómeno del sonido cuando realizan actividades experimentales. Por otra parte, el trabajo profundiza en la actividad experimental que permite comprender el fenómeno de la refracción del sonido, para esto fue necesario diseñar las actividades experimentales, el equipo y material de laboratorio para poder hablar de lo que se entiende por sonido y bajo qué características se puede hablar de este fenómeno antes de abordar el fenómeno de la refracción del sonido.
Actividades experimentales para el estudio del fenómeno de la rotación de la Tierra.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2019) Palacios Hernández, Armando Antonio; Rentería Díaz, Diana Carolina; Garzón Barrios, Marina
El presente trabajo brinda elementos para la enseñanza de la física entorno a los fenómenos de rotación de la Tierra. Por tal razón, hemos organizado actividades experimentales que tienen como objetivo analizar el movimiento de acuerdo con el marco de referencia, los efectos y características de la rotación. Al indagar sobre la rotación de la Tierra hemos encontrado que existe una carencia de textos escolares que aborde este tipo de problemáticas, ya que los textos existentes abordan estos temas recurriendo a formalismos matemáticos fuera del alcance del nivel escolar. Consideramos que a través de la enseñanza de la física podemos propiciar la construcción de explicaciones a través de la argumentación y socialización o de refutación y validación de ideas. Encontramos pertinente problematizar fenómenos entorno al movimiento, que permitan generar discusiones en nuestros estudiantes, para que ellos ganen argumentos en la comprensión del mundo físico en diferentes contextos y se apropien de las formas de explicar el mundo en la construcción de su propio conocimiento. A través de la propuesta reflexionamos sobre cómo estamos enseñando física y con qué finalidad, pues para nosotros resulta importante señalar el papel de la física como ciencia para comprender y explicar el mundo. Reflexionar sobre la enseñanza de la física y su finalidad resulta importante, ya que el papel de la física como ciencia para comprender y explicar el mundo; por lo tanto, en este trabajo se ha indagado y detectado ideas de movimientos en marcos de referencia inerciales y no inerciales en un grupo de muestra, diseñando actividades experimentales entorno al movimiento mecánico, encaminándolas al fenómeno de la rotación de la Tierra y sus efectos observables. Por último, se implementaron estas actividades para así llegar a sistematizar y analizar los resultados obtenidos.
Actividades experimentales para la construcción de explicaciones alrededor de los fundamentos básicos de la mecánica cuántica.
(Universidad Pedagógica Nacional, 2016) Walteros Rodríguez, Luz Angélica; Rozo Clavijo, Mauricio
El presente trabajo de grado surge a partir de las interacciones con los estudiantes de grado once en el Colegio Morisco IED, las observaciones realizadas en el contexto escolar y el reconocimiento de las dinámicas de cada clase permitieron plantear interrogantes frente a la enseñanza de conceptos físicos, particularmente el concepto de energía y su relación con los fenómenos que ocurren en la naturaleza. A partir de la observación se consideró pertinente realizar un estudio que permitiera reconocer algunos elementos asociados a las concepciones que manejan los estudiantes frente al concepto de energía, teniendo en cuenta que es un concepto vital y transversal a todas las disciplinas de las ciencias naturales. En este orden de ideas se propuso la siguiente pregunta de investigación ¿Qué tipo de concepciones sobre el concepto de energía expresan los estudiantes de grado once y los docentes de Ciencias Naturales del Colegio Morisco IED? que se intentó desarrollar a través del siguiente objetivo general: Identificar la concepción de energía que manejan los estudiantes de grado once del Colegio Morisco IED

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