Prefacio

Acerca de este libro de texto

Este libro de texto está escrito para cubrir varias necesidades que creemos que aún no fueron satisfechas por los muchos libros de texto introductorios de física existentes. Primero, queríamos asegurarnos de que el libro de texto sea de uso gratuito para estudiantes y profesores. Segundo, queríamos diseñar un libro de texto que tuviera en cuenta las nuevas pedagogías que se utilizan en la física introductoria, escribiéndolo de una manera que se adapte a un enfoque de aula volteada donde los estudiantes completen lecturas, piensen en las lecturas y luego discutan el material en clase. Tercero, quisimos crear un libro de texto que aborde también el aspecto experimental de la física, proponiendo experimentos para ser realizados en casa o en el laboratorio, además de proporcionar pautas para diseñar experimentos e informar sobre los resultados experimentales. Finalmente, queríamos crear un libro de texto que fuera una especie de “documento vivo”, que los profesores puedan editar y remezclar para sus propias necesidades, y al que los estudiantes también puedan aportar material. El libro de texto está alojado en GitHub, lo que permite a cualquiera hacer sugerencias, señalar problemas y errores, y aportar material.

Este libro de texto está destinado a ser emparejado con la “Biblioteca de preguntas” que lo acompaña, que contiene muchos problemas de práctica, muchos de los cuales fueron aportados por los estudiantes.

Este libro de texto no habría sido posible sin el apoyo de Queen's University y el Departamento de Física, Ingeniería Física y Astronomía de Queen's University, así como las muchas discusiones útiles con los estudiantes, técnicos y profesores de Queen's University.

Hola de los autores

Ryan Martin Soy profesor de física en Queen's University. Mi principal investigación se encuentra en el campo de la astrofísica de partículas, particularmente en el estudio de las propiedades de los neutrinos. Crecí en Suiza, obtuve mi licenciatura, maestría y doctorado en Queen's University. Luego fui becario postdoctoral en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, facultad de la Universidad de Dakota del Sur, antes de regresar a Queen's, me apasiona especialmente la educación, y siempre busco oportunidades para involucrar a los estudiantes en ayudar a que la educación sea más accesible. También me gusta cocinar y jugar voleibol.

Emma Neary Actualmente soy estudiante de segundo año de física y estudiante de QuARMS (Queen's University Accelerated Route to Medical School), así como oriunda de St. John's, Terranova. Para mí es importante unir las perspectivas de estudiantes y profesores de manera accesible. Creo firmemente en la importancia de construir modelos físicos; ya sea en física, medicina, ciencias o artes. Mi objetivo ha sido infundir el libro de texto con el tema del modelaje de una manera creativa y atractiva. Además de hacer física, disfruto el senderismo, el baile, la lectura y la investigación en gastroenterología y neuropsiquiatría.

Joshua Rinaldo Soy estudiante de tercer año de física y estudiante de educación concurrente. Me presentaron por primera vez el enfoque de aula invertida en la clase de física de primer año de Ryan Martin, y descubrí que la experiencia dio forma a la forma en que abordo la educación. Tengo la intención de seguir haciendo uso del enfoque de aula invertida a medida que avanzo en mi carrera. Poder ser coautor de este libro de texto ha sido una oportunidad increíble para mí de crecer como educadora, y espero aplicar las habilidades que aprendí mientras trabajaba en el libro de texto. Fuera de la física, disfruto haciendo joyas y practicando artes marciales mixtas.

Olivia Woodman Actualmente soy estudiante de tercer año de licenciatura en Queen's Univeristy, con especialización en física. El enfoque de aula invertida ha sido beneficioso para mi propio aprendizaje, y creo que hemos creado un libro de texto que realmente complementa este estilo de aprendizaje. A lo largo de este libro, he compartido mis pensamientos sobre diversos temas de la física, así como algunos consejos y trucos útiles. Espero que los alumnos disfruten usando este libro y sigan contribuyendo a ello en el futuro. Trabajar en este libro de texto también me ha permitido combinar mi amor por la física con mi amor por los garabatos, ¡así que espero que disfruten los dibujos!

Cómo usar este libro de texto

Este libro de texto está diseñado para ser utilizado en un enfoque de aula volteada, donde los estudiantes completan lecturas en casa, y luego se discute el material en clase. El material se presenta así de manera bastante sucinta, y contiene preguntas de Checkpoint en todas partes que están destinadas a ser respondidas a medida que los alumnos completan la lectura. Sugerimos incluir estas preguntas de puntos de control como parte de un cuestionario en una tarea de lectura (marcadas en función de la finalización, no de la corrección), y luego usar estas preguntas como punto de partida para las discusiones en clase.

Para temas que son particularmente difíciles, hemos incluido Cajas de Pensamiento escritas por estudiantes que intentan presentar el material bajo una luz diferente. Siempre estamos contentos si los estudiantes (o profesores) desean aportar cajas de pensamiento adicionales.

Los capítulos comienzan con un conjunto de resultados de aprendizaje y una pregunta de apertura para ayudar a los estudiantes a tener una idea del contenido del capítulo. Los capítulos tienen Ejemplos a lo largo, así como problemas de práctica adicionales al final. La Biblioteca de preguntas debe ser consultada por problemas adicionales de práctica. Al final del capítulo, un Resumen presenta los puntos clave del capítulo. Sugerimos que los estudiantes lean atentamente los resúmenes para asegurarse de que entienden el contenido del capítulo (y potencialmente identificar, antes de leer el capítulo, si el contenido es revisado a ellos). Al final de los capítulos, también presentamos una sección para Pensar en el material. Esto incluye preguntas que pueden asignarse en tareas de lectura a aplicaciones de investigación del contexto material o histórico. La sección de pensamiento sobre el material también incluye experimentos que se pueden hacer en casa (como parte de la tarea de lectura) o en el laboratorio.

Los apéndices cubren los antecedentes principales en matemáticas (Cálculo y Vectores), además de presentar una introducción a la programación en python, la cual consideramos que es una habilidad útil para tener en la ciencia. También hay un Apéndice que pretende orientar el trabajo en el laboratorio, proporcionando ejemplos de cómo redactar propuestas e informes experimentales, así como lineamientos para revisar propuestas e informes. Creemos que los laboratorios introductorios no deben estar “basados en recetas”, sino que los estudiantes deben adoptar un enfoque similar al de un investigador al diseñar (proponer) un experimento, realizarlo y revisar las propuestas y resultados de sus pares.

Créditos

Este libro de texto, y especialmente las muchas preguntas de la Biblioteca de Preguntas no habrían sido posibles sin las muchas contribuciones de los estudiantes, asistentes de enseñanza y otros profesores. A continuación se muestra una lista de los alumnos que han aportado material que han hecho posible este libro de texto y la Biblioteca de preguntas.

Adam McCaw
Ali Pirhadi
Alex Hughes
Alexis Brossard
Allyson Smith
Amy Van Nest
Camren Oakes
Ceaira Hiemstra
Damara Gagnier
Daniel Barake
Daniel Tazbaz
David Cutler
Emily Darling
Emily Mendelson
Emily Wener
Emma Lanciault
Erin Parson
Genevieve Fawcett
Gregory Amor
Haoyuan Wang
Ian McClean
Jack Fitzgerald
James Godfrey
Jenna Vanker
Jesse Fu
Jesse Simmons
Jessica Grennan
Joanna Fu
Jonathan Abott
Kate Fenwick
Lily Dodd
Madison Facchini
Marie Vidal
Matt Routliffe
Maya Gibb
Natalie Dubas
Nathan Wilson
Neil Rajan
Nicholas Everton
Nick Brown
Nicole Galia
Noah Rowe
Olivia Bouaban
Patrick Singal
Qiqi Zhang
Quentin Sanders
Robin Joshi
Ryan Underwood
Sam Connolly
Sara Stephens
Sarmund Mahmood
Shaundra Buelow
Shona Birkett
Stephanie Ciccone
Talia Castillo
Tamy Puniani
Thomas Faour
Troy Allen
Tashifa Imtiaz
Wei Zhuolin
Yannick Bisson
Yumian Chen
Zifeng Chen
Zoe Macmillan