En la organización del pensamiento científico la Física y la Química ocupan un lugar primordial. La Física se ocupa de estudiar las cuatro interacciones fundamentales que gobiernan los fenómenos naturales, desde la estructura nuclear hasta la estructura del universo. La Química, por su parte,  ha desarrollado unas técnicas específicas para explicar la estructura de átomos y moléculas y estudiar sus propiedades microscópicas. Por otra parte, ambas ciencias estudian también las leyes que rigen el comportamiento de un elevado número de átomos y moléculas. Esto hace que sean básicas para abordar el estudio de los problemas que se plantean en otras ciencias, tales como la Astronomía, la Biología y la Geología, que no pueden desarrollarse adecuadamente sin su concurso.  En este tema se trata de proponer algunos ejemplos que sirvan para ilustrar en el aula la importancia de estas dos ciencias.

La Física y la Química están en la base de todo el pensamiento científico y su desarrollo ha estado fuertemente ligado al de la Tecnología. En este sentido, los retos tecnológicos que la Humanidad ha ido abordando a lo largo de los años han servido para desarrollar estas ciencias, pero, al mismo tiempo, el desarrollo de éstas ha servido para que la Tecnología avance. En este tema se trata de poner algunos ejemplos de cómo la Física y la Química están en la base del extraordinario desarrollo tecnológico del último siglo. 

La actual sociedad de la información y la comunicación se caracteriza porque  la creación, distribución y manipulación de la información forman parte importante de las actividades culturales y económicas.  Los sectores relacionados con las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), desempeñan un papel particularmente importante dentro de este esquema ya que se han convertido en los nuevos motores de desarrollo y progreso. Los avances conseguidos en las tecnologías de la información y de la comunicación se basan en los  progresos de la  electrónica  y de la telecomunicación. Todos estos avances se deben, a su vez, a todas las investigaciones físicas y químicas fundamentales que se han realizado previamente y se siguen realizando actualmente.

En este tema se pretende ilustrar  la importancia de la Física y la Química en el avance de estas tecnologías de la información y la comunicación, como la comunicación por fibra óptica,  el almacenamiento óptico de datos como en los lectores de CD, en lectores de códigos de barras, el ojo electrónico de las cámaras digitales, los  marcadores láseres, los amplificadores de frecuencia para comunicaciones vía satélite, etc.

Aparentemente la Física y la Química parecen ciencias sin excesivos espacios comunes con respecto a la Medicina; sin embargo, la historia nos ha demostrado la inexactitud de la afirmación anterior. Posiblemente sea el descubrimiento de los rayos X el momento culminante en que se crea el concepto de la Física Médica como disciplina científica, definida como la rama de la Física aplicada relacionada con los conceptos y métodos físicos de diagnóstico y tratamiento de las enfermedades humanas. A pesar de ello, las aplicaciones de la Física en Medicina datan de muchos años antes, aunque sea difícil determinar el momento histórico del nacimiento. No ocurre lo mismo con la Química, relacionada con la Medicina a través de la Bioquímica, y actualmente por medio de la Química Médica, definida por la IUPAC como la parte de la Ciencia que se refiere al descubrimiento, desarrollo, identificación e interpretación del modo de
acción de compuestos biológicamente activos a nivel molecular. El impacto de estas dos ciencias en la Medicina moderna ha sido muy notable, de forma que ahora no se puede entender una Medicina que no esté basada en multitud de conocimientos fisicoquímicos aplicados al ser vivo (humano o no). La necesidad de llevar los conocimientos de la Física y de la Química a las aplicaciones médicas (en general biológicas) es algo imprescindible en las enseñanzas no universitarias para contextualizar ambas disciplinas fuera del ambiente exclusivamente pedagógico.

Por otra parte, los fármacos constituyen otro importante capítulo de las relaciones entre ciencia, tecnología y sociedad. En el diseño, fabricación y análisis de fármacos la Química tiene un papel fundamental, si bien están también implicados otros saberes, como son sobre todo la Medicina, Farmacia, Biología, Matemáticas o Informática. Por ello, la síntesis de fármacos resulta ser un magnífico ejemplo de ciencia interdisciplinar.  En este sentido se discuten los aspectos generales de esta temática, proponiendo algunos ejemplos concretos con el objetivo de que puedan servir en el aula para poner de manifiesto la relación entre la síntesis de fármacos y el desarrollo científico.

Una de las actividades primordiales del hombre es conseguir alimentación. En un principio, el hombre era nómada recolector y cazador, posteriormente se hace pastor y agricultor, avanza lentamente en la fabricación de utensilios de ayuda, arado, en la preparación y conservación de alimentos: salazón, ahumado, en el uso de los residuos domésticos, agrícolas y ganaderos para la fertilización del campo. Conseguir una cantidad y calidad de alimentos suficiente es el reto histórico del hombre.

A partir de 1950 el uso de fertilizantes y plaguicidas sintéticos, junto con la captación de mayores caudales de agua para el regadío, permitió aumentar extraordinariamente el rendimiento de los cultivos. Incluso se llegó a hablar de revolución verde. Ahora bien, la producción de alimentos no suele ser continua en el tiempo, más bien se habla de cosechas anuales, y el nacimiento de los animales y ciertas capturas de pesca se realizan normalmente según ciclos naturales. Por ello, una vez conseguido el alimento, es necesario conservarlo y trasladarlo a los centros de consumo. La comprensión de los fenómenos de la Biología la Física y la Química aplicados a la conservación de los alimentos sin que pierdan valor nutritivo permite transportarlos y almacenarlos. De este modo se amplia el territorio que puede beneficiarse de una cosecha o captura, así como el tiempo que puede transcurrir hasta el consumo .

En este tema se trata de proponer algunos ejemplos que sirvan para ilustrar en el aula la importancia de la contribución de la Física y la Química en la industria agroalimentaria.

El ser humano vive dentro del sistema climático del planeta Tierra. Es decir, vive dentro de la atmósfera en movimiento. El clima es la consecuencia de las variables meteorológicas, esencialmente temperatura y precipitación, a lo largo de siglos y de milenios en todo el planeta. La humanidad, a través de su actuación, ha adquirido una importancia desproporcionada sobre el clima en los últimos 200 años. Si no tomamos medidas, nos enfrentamos a migraciones masivas, desertización creciente y cambios drásticos en las formas de vida. ¿Hacia dónde vamos en los primeros años del siglo XXI? La Ciencia del Clima nos indica que la única forma de controlar el cambio climático es cambiar con la máxima urgencia de paradigma energético. ¿Podemos hacer esto? Es evidente que sí, pues tenemos hoy casi toda la tecnología necesaria para ponerlo en marcha. Sólo falta el vector de almacenamiento que puede ser el hidrógeno. Para ello es necesario fomentar las políticas de investigación sobre las llamadas energías renovables.

En este tema tiene como objetivo exponer las aportaciones de la Física y de la Química y de proponer algunos ejemplos que ilustren la importancia de estas dos ciencias como apuesta viable para un futuro sostenible .

Tanto en la realización de las obras de arte como en su conservación existe siempre una parte artesana en la que se emplean técnicas físicas o químicas.  En este tema se trata de poner algunos ejemplos de cómo la Física y la Química ayudan a conseguir un objeto artístico y de qué manera han podido influir en la evolución de las manifestaciones artísticas.