Postítulo en Ciencias Naturales

Postítulo en Ciencias Naturales organizado por la Universidad de Santiago de Chile (Usach) y el Ministerio de Educación para profesores de enseñanza básica, dictado durante el periodo académico 2008-2009. Comprende una serie de módulos que abarcan áreas desde metodología y currículum hasta el reforzamiento y actualización de los conocimientos en ciencias biológicas. Los profesores Hernán Díaz M y Carlos Rozas S., miembros del Laboratorio de Neurociencias del Departamento de Biología de la Usach, se encuentran a cargo de los módulos que comprenden: i) Historia de la vida y del universo; ii) Biodiversidad, Ecología y Evolución; y iii) Cambio Climático Global.

CLASE 1

- Introducción. Conceptos fundamentales del quehacer científico.
- El explicar cotidiano y el explicar científico. (Explicación: Reformulación de la experiencia, con elementos de la experiencia, aceptada por un observador)
- La "verdad" y las coherencias y regularidades de la experiencia.
- El principio de incertidumbre de Heisenberg.
- El método científico y el criterio de validación de las explicaciones científicas.
- Fenómeno y Explicación.
- Mecanismos Explicativos.
- Ejemplo de explicaciones científicas.

Criterio de Validación de las Explicaciones Científicas (Método Científico)

i) Fenómeno a Explicar: Receta de lo que cualquier observador debe hacer para tener la experincia de aquello que se quiere explicar.
ii) Proposicion de un mecanismo generativo que como consecuencia de su operar, genere o produzca el fenómeno descrito en el punto (i).
iii) Deducción, a partir del mecanismo propuesto en (ii), de otros fenómenos posibles de observar.
iv) Observación o constatación de los fenómenos deducidos en el punto (iii).

Una vez que estos cuatro elementos se han cumplido, se acepta que la proposicion explicativa formulada es el punto (ii) es ahora una "explicación científica".

CLASE 2

- Introducción y presentación del sistema Moodle para la versión en línea del curso.
- Breve repaso Explicaciones Científicas.
- El Bing-Bang (Origen-----Historia-----Presente).
- El Bing-Bang (¿Fenómeno o Explicacion?).
- Partículas de Planck y Singularidades.
- Evidencias para el Big-Bang.
- Hubble, la observación de las galaxias lejanas y el "Efecto Doppler".
- Ondas y comportamiento oscilatorio.
- Fenómeno del "corrimiento hacia el rojo".
- El misterio de los primeros infinitésimos de segundo.
- Energía y Materia.

CLASE 3

- Repaso y discusión, oscilaciones, frecuencias, intensidad, efecto Doppler.
- Ejemplos: Rangos de audición y visión (sonidos y colores de alta y baja frecuencia).
- La radiación UV (alta frecuencia y alta energía) y la radiación de "cuerpo negro" (objetos que se enfrían; baja frecuencia y baja energía).
- "Corrimiento hacia el rojo" de las galaxias.
- Las primeras infinitésimas de segundo después del big-bang.
- Las extremas condiciones de temperatura y densidad de los primeros instantes impiden conocer el comportamiento detallado de los procesos de transformación de energía y materia.
- Las primeras partículas elementales: Los Quarks.

CLASE 4

- Repaso General (Desde las Explicaciones hasta el Big-Bang).
- Los Quarks y las partículas subatómicas.
- Aceleradores de Partículas (Ciclotrón). Estudio de colisiones a nivel subatómico. (Algunas partículas subatómicas: Muones, Piones, Leptones).
- Los primeros elementos y la relación entre energía y materia.
- Los fotones y electrones.
- Los primeros nucleos atómicos.
- El comportamiento de las partículas a nivel atómico.
- El Principio de Incertidumbre de Heisenberg.
- De la Incertidumbre a las Probabilidades.

CLASE 5

- Estructura atómica. Nucleos y Electrones. Enlaces.
- Orbitales electrónicos como espacios de mayor o menor probabilidad para encontrar un electrón.
- Continuación Big-Bang: Descenso de la temperatura y la construcción de elementos más pesados (fusión nuclear).
- Fuerzas nucleares fuertes y fuerzas nucleares débiles en acción.
- Los elementos químicos y los isótopos.
- El decaimiento de los elemetos radiactivos.
- El Carbono 14 y la datación arqueológica.
- La radiación electromagnética / la luz / los fotones.
- Teorias cospuscular (partícula) y ondulatoria (radiación electromagnética) de la luz.
- En busca de una teoría unificadora.
- La forma del universo.

CLASE 6

- El origen de las galaxias.
- Los hoyos negros.
- La radiación de fondo.
- El origen del Sistema Solar.
- El Sol.
- Vida y muerte de una estrella. (enanas blancas y supernovas)
- Relaciones de tamaño, volumen, densidad y atmósferas de los planetas.
- La deformación del espacio-tiempo y las órbitas de los planetas.
- Las sorprendentes características de la Tierra. Una "Tierra Rara".
- Posición con respecto al sol, tamaño y densidad, rotación y traslación, efecto de la luna, las mareas, inclinación del eje terrestre, escudo de protección de radiación solar.
- Ciclos y oscilaciones. Sincronia y Ritmicidad.

CLASE 7

- Linea de Tiempo, Big-Bang, Origen del Sistema Solar, Origen de la Vida.
- Definición de Seres Vivos.
- Distinción entre Organización y Estructura.
- Definición de Ser Vivo según su Estructura
- Definición de Ser Vivo según su Organización. Organización de los seres vivos.
- Teoría de la Autopoiésis.
- Los primeros componentes, las moléculas primordiales.
- Aminoácidos en el espacio y en los meteoritos.
- ¿Un origen de la vida extraterrestre?
- Arrhenius y la Teoría de la Panspermia.
- De los aminoácidos a las proteínas... un salto considerable!
- Las primeras reacciones químicas.
- Catalizadores (metales y enzimas).
- Reacciones cíclicas y autogenerativas de vida corta.
- ¿Generación espontánea?
- Elementos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos.
- La teoría de Oparín (La sopa primordial).
- Miller y el experimento de la sopa primordial y la atmósfera primitiva.
- La importancia de la membrana protectora.
- Los detergentes y las moléculas con cargas.
- Membranas lipídicas, fosfolípidos.
- Las primeras burbujas "probiontes". Los primeros experimentos para el origen de la vida.

CLASE 8

- Origen y Evolución de la Vida en la Tierra.
- Las primeras formas de vida.
- Esponjas y Celenterados (Cnidarios)
- Gusanos planos y Gusanos cilindricos.
- Moluscos, Artrópodos y Equinodermos.
- Protocordados (Ascidia ó Piure).
- Los primeros vertebrados.
- Los Seres Vivos como sistemas termodinámicos.
- Consideraciones energéticas.
- Problemas ambientales.
- Educación Ambiental.