Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Comprender el concepto de dilatación de líquidos en recipientes: Los alumnos deben ser capaces de entender qué es la dilatación térmica y cómo se aplica a los líquidos en recipientes. Esto incluye la noción de que la dilatación ocurre debido al aumento de la energía cinética de las partículas.

2. Aplicar la fórmula de dilatación lineal de los líquidos: Los alumnos deben ser capaces de aplicar la fórmula de dilatación lineal para resolver problemas que involucren la dilatación de líquidos en recipientes. Esto incluye el uso de las magnitudes involucradas en la fórmula (variación de temperatura, coeficiente de dilatación lineal y longitud inicial) y la realización de cálculos.

3. Resolver problemas prácticos que involucren la dilatación de líquidos: Los alumnos deben ser capaces de utilizar los conceptos y la fórmula de dilatación lineal para resolver problemas prácticos. Esto incluye la interpretación del problema, la identificación de las magnitudes involucradas, la aplicación de la fórmula y la interpretación del resultado.

Objetivos secundarios:

1. Desarrollar habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas: A través de la resolución de problemas prácticos, se incentivará a los alumnos a desarrollar habilidades de pensamiento crítico y resolución de problemas. Esto incluye la capacidad de analizar, sintetizar y evaluar información, así como la capacidad de formular y resolver problemas.

2. Fomentar la participación activa y el trabajo en equipo: La clase invertida proporciona un ambiente propicio para la participación activa y el trabajo en equipo. Se alentará a los alumnos a discutir los conceptos, resolver problemas en grupos y compartir sus soluciones con la clase.

Introducción (10 - 15 minutos)

1. Revisión de conceptos previos: El profesor inicia la clase recordando los conceptos de dilatación térmica, dilatación lineal y la fórmula general de dilatación lineal. Puede hacerlo a través de una breve presentación de diapositivas, un pizarrón interactivo o un video corto. El profesor también puede proponer algunas preguntas de revisión, como: "¿Qué es la dilatación térmica?" y "¿Cómo podemos calcular la dilatación lineal de un sólido?".

2. Situación problema: El profesor presenta dos situaciones problema para despertar el interés de los alumnos. Primero, puede preguntar: "¿Qué sucede cuando se calienta un recipiente con un líquido?" y luego, "¿Cómo podemos calcular cuánto se expandirá el líquido?". Luego, el profesor puede explicar que la respuesta a la segunda pregunta implica la dilatación lineal de los líquidos.

3. Contextualización: El profesor contextualiza la importancia del tema, explicando que la dilatación de líquidos en recipientes es un fenómeno que ocurre diariamente en nuestras vidas. Puede dar ejemplos, como la medición de líquidos en termómetros, la expansión de la gasolina en un tanque de automóvil en un día caluroso y la dilatación del agua en las tuberías durante el invierno.

4. Introducción del tema: El profesor introduce el tema de la dilatación de líquidos en recipientes de manera atractiva. Por ejemplo, puede contar la historia de cómo se desarrollaron los primeros termómetros en la Italia del siglo XVI, con Galileo Galilei y otros científicos notando que el líquido en un tubo subía cuando se calentaba y bajaba cuando se enfriaba. Otra opción es mostrar un video corto de un experimento en el que un líquido en un recipiente se expande al calentarse.

Desarrollo (20 - 25 minutos)

1. Actividad práctica "Líquidos en Movimiento" (10 - 15 minutos)

   • Descripción: El profesor divide la clase en grupos de 4 a 5 alumnos. Cada grupo recibe un recipiente de vidrio transparente, una pajita, agua coloreada y un termómetro. El desafío es prever y observar qué sucede con el agua coloreada dentro del recipiente cuando se calienta.

   • Pasos a seguir:

     1. Los alumnos deben llenar el recipiente con agua y agregar unas gotas de colorante para facilitar la visualización.
     2. Luego, deben insertar el termómetro en el recipiente, teniendo cuidado de no tocar los laterales.
     3. Usando la pajita, los alumnos deben calentar el agua en el recipiente, manteniendo el termómetro en su lugar para monitorear la temperatura.
     4. Durante el calentamiento, los alumnos deben observar atentamente lo que sucede con el agua coloreada.
     5. Los alumnos deben registrar sus observaciones y el valor de la temperatura cuando el agua comienza a moverse.
     6. El proceso de calentamiento debe repetirse, y los alumnos deben intentar prever y explicar qué sucederá con el agua a diferentes temperaturas, basándose en sus observaciones y en la teoría de la dilatación de líquidos.

2. Actividad de discusión "Aplicando la Fórmula" (10 - 15 minutos)

   • Descripción: Después de la actividad práctica, se invita a los grupos a participar en una discusión sobre la aplicación de la fórmula de dilatación lineal en la situación experimental. El objetivo es que los alumnos perciban la relación entre la variación de temperatura, el coeficiente de dilatación lineal y la longitud inicial, y cómo esto se aplica a la dilatación de líquidos en recipientes.

   • Pasos a seguir:

     1. El profesor inicia la discusión pidiendo a los alumnos que compartan sus observaciones de la actividad práctica y sus predicciones sobre lo que sucedería con el agua a diferentes temperaturas.
     2. Luego, el profesor introduce la fórmula de dilatación lineal y explica cómo se aplica a la situación experimental.
     3. El profesor pide a uno de los grupos que intente aplicar la fórmula para calcular la dilatación del agua en el recipiente a una temperatura determinada.
     4. Los alumnos del grupo discuten y trabajan juntos para resolver el problema, mientras que los otros grupos observan y ofrecen sugerencias, si es necesario.
     5. Después de que el grupo haya resuelto el problema, el profesor verifica la respuesta y explica cualquier punto que pueda no haber sido comprendido.
     6. El proceso se repite con otros grupos, si hay tiempo.

Nota: El profesor debe circular por el aula, monitoreando las actividades de los grupos, aclarando dudas e incentivando la participación de todos. Además, el profesor debe aprovechar las oportunidades para establecer conexiones entre la actividad práctica, la fórmula de dilatación lineal y la teoría de la dilatación de líquidos en recipientes.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discusión en Grupo (5 - 7 minutos)

   • Descripción: El profesor reúne a todos los alumnos y promueve una discusión en grupo sobre las soluciones o conclusiones encontradas por cada grupo durante las actividades prácticas y de discusión. Cada grupo tendrá la oportunidad de compartir sus observaciones, predicciones y resoluciones de problemas.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor llama a un representante de cada grupo para compartir brevemente sus descubrimientos, observaciones y conclusiones.
     2. Durante las presentaciones, se alienta a los otros alumnos a hacer preguntas, ofrecer comentarios y establecer conexiones con sus propias experiencias.
     3. El profesor moderará la discusión, asegurando que todos los alumnos tengan la oportunidad de hablar y que las ideas sean respetuosamente cuestionadas y debatidas.
     4. El profesor hará preguntas de sondeo para profundizar la comprensión de los alumnos y para garantizar que los conceptos clave hayan sido entendidos.

2. Conexión con la Teoría (3 - 5 minutos)

   • Descripción: Después de la discusión en grupo, el profesor establecerá la conexión entre las actividades prácticas y la teoría de la dilatación de líquidos en recipientes. Reforzará los conceptos clave y explicará cómo se aplicaron en las actividades.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor recapitulará la fórmula de dilatación lineal y explicará nuevamente cómo se aplica a la dilatación de líquidos en recipientes.
     2. El profesor destacará las observaciones de los alumnos durante la actividad práctica y explicará cómo se relacionan con la teoría.
     3. El profesor reforzará los conceptos clave, como la relación entre la variación de temperatura, el coeficiente de dilatación lineal y la longitud inicial, y la importancia de considerar estos factores al calcular la dilatación de un líquido en un recipiente.

3. Reflexión Individual (2 - 3 minutos)

   • Descripción: El profesor propone que los alumnos reflexionen individualmente sobre lo aprendido durante la clase. Tendrán un minuto para pensar en respuestas a preguntas como: "¿Cuál fue el concepto más importante que aprendiste hoy?" y "¿Qué preguntas aún no han sido respondidas?".
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor pide a los alumnos que cierren los ojos y reflexionen en silencio sobre las preguntas propuestas.
     2. Después de un minuto, el profesor pide a los alumnos que compartan brevemente sus respuestas.
     3. El profesor finaliza la clase reforzando los conceptos clave, respondiendo cualquier pregunta restante e incentivando a los alumnos a seguir explorando el tema por su cuenta.

Nota: El profesor debe enfatizar la importancia de la dilatación de líquidos en recipientes para la vida cotidiana y para otras áreas de la física. Por ejemplo, puede mencionar cómo se utiliza la dilatación de líquidos en termómetros, en instrumentos de medición de nivel y en proyectos de arquitectura e ingeniería que tienen en cuenta las variaciones de temperatura.

Conclusión (5 - 7 minutos)

1. Recapitulación del Contenido (2 - 3 minutos)

   • Descripción: El profesor recapitula los puntos principales de la clase, reforzando el concepto de dilatación de líquidos en recipientes y la fórmula de dilatación lineal. También recuerda las observaciones hechas por los alumnos durante la actividad práctica y cómo se relacionan con la teoría.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor reitera la definición de dilatación de líquidos en recipientes, destacando que ocurre debido al aumento de la energía cinética de las partículas del líquido cuando la temperatura aumenta.
     2. El profesor recapitula la fórmula de dilatación lineal y las magnitudes involucradas en ella: variación de temperatura, coeficiente de dilatación lineal y longitud inicial.
     3. El profesor recuerda las observaciones hechas por los alumnos durante la actividad práctica y cómo se relacionan con la teoría, reforzando la importancia de la experimentación en el aprendizaje de conceptos científicos.

2. Conexión entre Teoría, Práctica y Aplicaciones (1 - 2 minutos)

   • Descripción: El profesor destaca cómo la clase integró la teoría de la dilatación de líquidos en recipientes con la práctica de las actividades experimentales. También refuerza las aplicaciones prácticas del concepto, mencionando ejemplos cotidianos y de otras áreas de la física y la ingeniería.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor enfatiza que la clase permitió a los alumnos no solo entender la teoría de la dilatación de líquidos en recipientes, sino también ver y experimentar el fenómeno en acción.
     2. El profesor menciona nuevamente las aplicaciones prácticas del concepto, como la medición de temperatura en termómetros y la consideración de las dilataciones en proyectos de ingeniería y arquitectura.

3. Materiales Complementarios (1 minuto)

   • Descripción: El profesor sugiere materiales adicionales para que los alumnos puedan profundizar en sus conocimientos sobre la dilatación de líquidos en recipientes. Estos pueden incluir videos explicativos, simuladores en línea, lecturas recomendadas y problemas adicionales para resolver.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor proporciona a los alumnos una lista de materiales complementarios, incluyendo enlaces a videos, sitios de simulaciones, libros y artículos relacionados con el tema.
     2. El profesor explica brevemente el contenido de cada recurso y cómo pueden ayudar a los alumnos a consolidar sus conocimientos y a resolver cualquier duda restante.

4. Relevancia del Tema (1 minuto)

   • Descripción: Por último, el profesor refuerza la importancia del concepto de dilatación de líquidos en recipientes, explicando cómo se aplica en diversas situaciones cotidianas y en otras áreas del conocimiento.
   • Pasos a seguir:
     1. El profesor menciona nuevamente ejemplos de aplicaciones prácticas del concepto, como la medición de temperatura en termómetros y la consideración de las dilataciones en proyectos de ingeniería y arquitectura.
     2. El profesor destaca que la comprensión de este concepto es fundamental no solo para la disciplina de Física, sino también para la comprensión de diversos fenómenos que ocurren en nuestro día a día.
     3. El profesor finaliza la clase alentando a los alumnos a seguir explorando el tema y aplicando los conceptos aprendidos en sus observaciones cotidianas.