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BIOMUSEO Programa educativo escolar-Materiales de apoyo docente CAJA DE HERRAMIENTAS EL PUENTE SURGE Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional CARPETA DOCENTE UNIDAD 1 Volcanes y lava de las entrañas de la Tierra
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BIOMUSEOPrograma educativo escolar-Materiales de apoyo docente
CAJA DE HERRAMIENTASEL PUENTE SURGE
Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional
CARPETA DOCENTE
UNIDAD 1Volcanes y lava de las entrañas
de la Tierra
El contenido de esta caja ha sido desarrollado como parte del Programa Educativo Escolar del Biomuseo, encoordinación con la Dirección Nacional de Educación Ambiental del Ministerio de Educación de Panamá, y con elapoyo de la Fundación ProEd. El Programa Educativo Escolar del Biomuseo cuenta con el apoyo financiero de Grupo Rey.El material de esta carpeta y los afiches que la acompañan están disponibles en formato PDF en el página webdel Biomuseo (www.biomuseopanama.org).
Concepto y coordinación general: Adriana Sautu
Ideas y textos: Xiomara Martínez Pinto, Olga E. Vázquez, Edward Montenegro Montes, Wilfredo Bethancourt,Zoraida Cedeño, Irene del Carmen Hernández, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo.
Edición y revisión de textos: Edward Montenegro Montes, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo.
Revisores científicos: Felix Rodríguez, Marisa Moya y Carlos De Gracia
Agradecemos la colaboración de: Ileana Cotes, Debbie Psychoyos, María Antonieta Cassino, Lidia Valencia,Adilia de Pérez, Enriqueta De Gracia, Priscilla Vázquez, Dilia Santamaría, Darién Montañez, George Angher,Irasema Torres, Wendy Tribaldos (Suplemento infantil Aprendo de Corporación La Prensa), Milton SolanoEsmeralda Nájera, Larissa Ricord, Veira Rodríguez, Roberto Maduro, Fátima Rodríguez y Aivín Lay. Especialagradecimiento para la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá por permitirnos incluir en estacarpeta hojas del libro "Volcán Barú, un gigante dormido".
El Biomuseo permite que se haga uso del material con estudiantes y que se hagan copias para uso no comercial.
© 2012 Biomuseo. Todos los derechos reservados
Impreso en Panamá.
Contenido
Presentación .................................................................................................................................................... 1
Esta caja de herramientas contiene .............................................................................................................. 2
Plan de unidades .............................................................................................................................................. 4
¿Cómo usar las unidades y las lecciones?..................................................................................................... 5
¿Cómo están organizadas las unidades y las lecciones?............................................................................. 6
El curriculum nacional en las unidades ......................................................................................................... 9
El enfoque de competencias en las lecciones ............................................................................................... 10
Herramientas y estrategias ............................................................................................................................. 1 1
Información base para el docente .................................................................................................................. 13
Sitios web recomendados ............................................................................................................................... 18
Unidad 1: Volcanes y lava de las entrañas de la Tierra ............................................................................... 2 1
Lección 1: Los volcanes .................................................................................................................................... 24
Lectura: La ranita de achiote y el volcán Barú ..................................................................................... 27
Elaboración de un volcán ......................................................................................................................... 29
Formulario 1 !Erupción! ............................................................................................................................ 3 1
Lección 2: Volcanes de Panamá ..................................................................................................................... 33
Formulario 2 Vulcanólogos expertos ...................................................................................................... 35
Lección 3: La Tierra en el patio ....................................................................................................................... 37
Lectura Andrija Mohorovicic ................................................................................................................... 4 1
Instrucciones para el modelo a escala. Parte A .................................................................................... 43
Instrucciones para el modelo a escala. Parte B .................................................................................... 45
1
Caja de herramientas “El puente surge”
Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional
PRESENTACIÓN
El Biomuseo cuenta la historia geológica del surgimiento del istmo, su relación con la biodiversidad actual dePanamá y el mundo, y con la evolución del hombre. Cada una de sus 8 galerías y el parque botánico ofrecen laoportunidad de fortalecer temas curriculares en todas las materias a través del eje transversal ambiental.Además, siendo la información que se expone fruto de más de 100 años de ciencia en Panamá, uno de nuestrosobjetivos educativos es estimular el interés por la ciencia como parte de la vida diaria.
Las Cajas de Herramientas han sido pensadas para forjar una nueva relación museo-escuela a la vez defortalecer la educación de las ciencias. Su contenido fue coordinado con el Ministerio de Educación de Panamáy elaborado con el apoyo de un grupo voluntario de docentes apasionados y la Fundación ProEd; todo esto hasido posible gracias a la generosa contribución de Grupo Rey.
El contenido de estas cajas ha sido diseñado a partir de estrategias indagatorias con dos objetivos principales:
1. Contribuir a la enseñanza de temas del currículum nacional correlacionados con las exhibiciones del Biomuseo. 2. Facilitar la planificación para una salida escolar pedagógica eficiente.
Todo docente que aspire a hacer uso pedagógico del Biomuseo puede solicitar esta caja en calidad de préstamo,por el término de un mes, con el compromiso de hacer uso cuidadoso y devolver la misma completa y en buenestado.
Las lecciones en esta caja, el currículo nacional y la visita al Biomuseo:
Para comprender mejor la historia geológica de Panamá contada en la galería El Puente Surge, se debenmanejar los contenidos curriculares relacionados con las ciencias de la Tierra. A su vez, la exhibición sobrenuestro historia geológica brinda al docente un contexto para que esos contenidos se vuelvan significativos.
En estas lecciones se actualizan e integran contenidos del currículo nacional:• Se incorpora la teoría de placas tectónicas para actualizar los contenidos de estructura de la Tierra e
interacciones entre las capas de la Tierra.• Se incorpora el ciclo de las rocas para actualizar los contenidos de tipos de rocas y recursos naturales no
renovables. • Se integran estos contenidos con aquellos de prevención de desastres naturales y manejo de nuestros
recursos naturales no renovables.• Además de los contenidos cognitivos, las lecciones apoyan el desarrollo de las competencias científicas y las
visitas al museo relacionadas con esta caja incluirán talleres para sentirse “geólogo por un día”.
Podrá usar estas lecciones como guía para cubrir estos contenidos con actividades para ANTES Y DESPUÉSde una visita al Biomuseo en su planificación trimestral, mensual o semanal. Esa planificación será solicitadacuando haga la reservación en el museo.
2
√ Cinco carpetas docentes• Presentación y lista de materiales• Cada carpeta contiene una unidad
Cada unidad brinda de 3 a 5 lecciones - planificadas a nivel de relato.
• Técnicas y estrategias pedagógicas de manejo de grupo.
√ CD/DVD con el material en PDF, presentaciones y videos
√ 5 Lupas
√ 6 Placas de rayado geológicos,
Contenido de la CajaEsta caja de herramientas contiene:
√ 6 placas de vidrio
√ Muestras de rocas y/o minerales
√ Láminas plastificadas
√ 6 Resortes
3
√ 7 Afiches
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1: V
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3.º - 6.º
Estructura de la Tierra
oParten de una leyenda
para revisar su
conocimiento previo.
oConstruyen un volcán,
experimentan y miden los
efectos de una explosión.
oLeen comprensivamente
un folleto sobre volcanes
y lo relacionan con la
estructura de la Tierra.
oExperimentan el uso de
evidencias indirectas
para inferir cualidades
de los materiales y lo
relacionan con el uso de
las ondas sísmicas para
inferir las capas del
interior de la Tierra.
oConstruyen un modelo a
escala del interior de la
Tierra en el patio de la
escuela.
oEscriben un texto
comparando diferentes
fuentes sobre el m
odelo
de la estructura de la
Tierra
Rocas que indican nuestro
pasado volcánico
Geólogos del Volcán Barú
2: Te
rrem
otos
5.º - 6.º
Estructura de la Tierra
Prevención de desastres
naturales
oParten de videos o
láminas para revisar su
conocimiento previo.
oExperimentan con
modelos de ondas
sísmicas.
oEscuchan una
explicación sobre placas
tectónicas y los
diferentes tipos de
encuentros.
oRepasan lo escuchado
leyendo mapas.
oPonen a prueba su
comprensión haciendo
predicciones que
comparan con datos
estadísticos, y
relacionan placas
tectónicas y terremotos.
oLeen comprensivamente
sobre prevención de
accidentes en
terrem
otos.
oEsbozan un plan de
prevención de riesgos
para la escuela.
Un sismógrafo y juegos
interactivos sobre placas
tectónicas.
Máquina de terrem
otos
3: U
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10.º
Estructura de la Tierra.
Evolución del planeta
oArman un
rompecabezas con
rocas y fósiles como
pistas e infieren que los
continentes han
cambiado de posición
en el tiempo.
oLeen un biografía para
saber que han hecho lo
mismo que el fam
oso
meteorólogo Alfred
Wegener.
oArman una línea de
tiem
po con hechos
históricos relacionados
con la teoría de
tectónica de placas.
oRelacionan ciencia y
tecnología a partir del
análisis de la línea de
tiem
po.
oVen un video, leen
sobre la teoría de
placas tectónicas e
interpretan en un mapa
los principales procesos
que ésta im
plica.
Fósiles y rocas que
indican la historia
geológica del istmo
¿Geólogo o paleontólogo?
4: C
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de
las
roca
s
4.º -6.º
Recursos naturales no
renovables
oRevisan su conocimiento
previo al poner a prueba
sus predicciones sobre
rocas concretas.
oExperimentan con
caramelos los procesos de
fusión y enfriam
iento.
oObservan y describen los
resultados de los
experimentos.
oLeen comprensivamente
sobre la formación de las
rocas y establecen
analogías entre sus
experimentos y el ciclo de
las rocas.
Rocas volcánicas y
sedimentarias que cuentan
la historia del istmo
¿Qué nos dicen esas rocas?
5: R
oca
s de
Pan
am
á
5.º - 7.º
Ciencias auxiliares
de la geografía
Recursos minerales
y economía
oRevisan su conocimiento
previo sobre recursos
naturales a partir de
objetos de la vida
cotidiana.
oRelacionan información
sobre la presencia de
minerales en Panam
ácon geología.
oLeen sobre la profesión
de geólogo, realizan una
colección de rocas, las
describen, comparan
con parám
etro
establecidos.
oLeen comprensivamente
sobre las clases de rocas
y clasifican las de su
colección.
oLeen un mapa de
recursos minerales de
Panam
á y relacionan
esos recursos minerales
y los tipos de rocas de
nuestro territorio.
Rocas volcánicas y
sedimentarias de las que
se obtienen minerales
metálicos y no metálicos
Geólogos en la cantera
Pla
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5
¿Cómo usar las unidades y las lecciones?
√ Puede adaptar y adecuar todo a su entera discreción.
• Puede usar solamente una lección o parte de ella o todo el material de una unidad. Incluso puedemezclar lecciones de las diferentes unidades.
√ Cada unidad involucra de 3 a 10 horas de clase, integra varias materias y puede considerarse como unpequeño proyecto de aula. Las preguntas de unidad y lección son las guías del trabajo a realizar.
√ Todos los temas se introducen con activadores del conocimiento previo para que el docente tengaoportunidad de evaluar de manera diagnóstica, activar los referentes de los estudiantes y motivar sucuriosidad.
√ Todas las lecciones se relatan en detalle para facilitar que el docente tenga la guía de las preguntas queestimulan un acercamiento indagatorio al conocimiento.
√ Todas las unidades incluyen estudios de objetos concretos o datos reales en la búsqueda de contextualizarconceptos y desarrollar el pensamiento abstracto.
√ El concepto ANTES del término: todas las unidades incluyen actividades de acercamiento paulatino antesde hacer énfasis en definiciones y lecturas teóricas.
√ Todas las unidades incluyen la práctica de lectura comprensiva. Usted puede variar las estrategias según laedad: lectura con todo el grupo dirigida (parando para analizar secciones de texto para asegurar lacomprensión), reunión de expertos, carrusel, cuadros sinópticos, mapas conceptuales, grillas o tablas dedoble entrada para comparar, etc.
• Para la “lectura” de imágenes o videos puede utilizar las mismas estrategias.
√ Todas las actividades incluyen trabajo en equipo. Sugerimos estrategias de agrupamiento al azar, pero Ud.puede establecerlos a priori, asegurando que cada grupo tenga un estudiante con diferente rendimiento enla materia respectiva.
• Recuerde establecer roles en las actividades de grupo.
√ Las lecciones tienen una columna de evaluación continua tanto para permitir la revisión de las accionesdocentes como para realimentar a los estudiantes. Dejamos abierto al criterio del docente la forma en queutilizará estas evaluaciones para ponderar el rendimiento de los estudiantes. Muchos instrumentos deevaluación pueden ser usados en autoevaluación del alumno a la vez de ser usados por el docente.Recuerde compartir ANTES con los estudiantes cómo va a evaluar para que sepan qué se espera de ellos ypuedan ser protagonistas de su propio aprendizaje y autoevaluarse.
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Duración estimada
en clases de 45 min.
Las preguntas de las
lecciones contribuyen
a profundizar sobre la
pregunta de unidad.
El cuadro de unidad
muestra la secuencia
de lecciones para
lograr los objetivos.
Lección a lección
están detallados los
recursos necesarios
para que tenga todo
preparado con tiem
po.
Los indicadores de
logro de las lecciones
expresan las
competencias que
esperam
os que los
estudiantes alcancen
al finalizar la unidad.
La suma de los
contenidos conceptuales
de las lecciones ayudan
a construir la respuesta
a la pregunta de unidad.
Incluimos:
• formularios diseñados para fotocopiar,
• lecturas y láminas para repartir y regresar a la carpeta,
• afiches,
• CD o DVD con presentaciones y todo en PDF.
Una pregunta abierta que
invita a la exploración de
ideas en relación a un tem
a.
7
Se indican las otras
asignaturas cuyos
contenidos se
involucran en las
lecciones.
La correlación de
asignaturas no sólo
contribuye con una
educación integral,
sino que refuerza el
aprendizaje, ayudando
a contextualizar
y dar significado.
Las unidades han sido
diseñadas pensando en
asignaturas y contenidos
curriculares del currículo
oficial de Panam
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Detallamos las competencias científicas e indicam
os las otras
competencias básicas que se fortalecen con las actividades.
La asignatura cuyo
contenido curricular
es parte esencial de
la unidad se indica en
la primera columna
8
Tiempo estimado
para la lección en
clases de 45 min.
En cada lección se
especifican los logros
de aprendizaje que
contribuyen al objetivo
general de unidad.
Cada lección
comienza con
un activador o
también puede
ser un gallo
mañanero.
Cada actividad es considerada dentro de
criterio de manejo de tiem
po en el aula
conocido como “sistem
a 1/4”. En las páginas
siguientes encontrará más detalles de ésta y
otras estrategias usadas en las lecciones que
forman parte de las aplicadas por nuestro
colaborador, Fundación ProEd.
La evaluación es un
proceso continuo y les
apoyam
os con los criterios
para evaluar cada paso.
Cada actividad de
lección tiene una
pequeña meta que
irá construyendo
las competencias
y conceptos de
nuestros objetivos.
Las
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Aquí encontrará otra vez la pregunta
de lección y el contenido conceptual
que es la meta de comprensión.
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5.º
6.º
7.º
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Estructura del planeta Tierra
La materia se contrae, se dilata (o expande) o se
transforma, por acción de la tem
peratura.
La Interrelación entre las capas bajas de la atmósfera
y las capas superficiales de la geósfera e hidrósfera.
Atmósfera, litósfera e hidrósfera
Los recursos naturales de Panam
á
Interrelación entre las capas de la geósfera
Combustibles fósiles
Los recursos naturales de América
La ciencia geográfica. Ciencias auxiliares
Representaciones geográficas.•
Clasificación de recursos naturales de Panam
á
La estructura de la Tierra
La litósfera y su relación con el hombre
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Todas las unidades integran asignaturas como Español, Matem
áticas, Biología, Química con Ciencias Naturales o Ciencias Sociales.
En este cuadro indicam
os los temas curriculares de Ciencias Naturales o Ciencias Sociales que pueden explorarse a partir del uso sugerido en cada
unidad y a partir de las adecuaciones pertinentes.
10
El enfoque de competencias en las lecciones
En concordancia con el nuevo enfoque de competencias que se utiliza en el sistema educativo de Panamá, encada unidad se establece las competencias básicas principales que se fortalecen con las lecciones. Nos basamosen las 8 competencias básicas definidas por el Ministerio de Educación de Panamá:
1. Comunicativa2. Pensamiento lógico matemático3. Competencia en el conocimiento e interacción con el mundo físico4. Tratamiento de la información y competencia digital5. Social y ciudadana6. Cultural y artística7. Aprender a aprender8. Autonomía e iniciativa personal
Además, se establecen para cada unidad, las competencias científicas que se esperan ejercitar con lasactividades planificadas. Estas competencias se refieren a las habilidades científicas que contribuyen al formarun pensamiento crítico, son competencias genéricas relacionadas con las competencias básicas 3 (conocimientoe interacción con el mundo físico) y 7 (aprender a aprender) y son las siguientes1:
• Observan y describen• Hacen preguntas investigables • Hacen hipótesis basados en observaciones y conocimiento previo• Hacen predicciones• Diseñan experimentos• Realizan experimentos• Recolectan datos.• Analizan los datos para establecer las evidencias• Reflexionan y sacan conclusiones en base a la evidencia• Construyen gráficos y diagramas• Comunican las conclusiones basados en la evidencia• Consideran más de una posibilidad o variable. Hacen nuevas preguntas• Argumentan• Comprenden textos científicos y buscan información• Encuentran relaciones con un universo más amplio y encuentran aplicaciones
1 Furman, M. y Podestá, M.E. (2008). La aventura de enseñar ciencias naturales. Editorial Aique, Buenos Aires.
11
Herramientas y estrategias
Las herramientas y estrategias educativas que utilizamos a lo largo de las lecciones de la caja son parte de lostalleres que realiza la Fundación ProEd, una organización sin fines de lucro, que forma parte del comitéeducativo del museo y que tiene más de 10 años dedicada a inspirar maestros. Su filosofía se basa en que undocente que inspira el aprendizaje hace la diferencia en la vida de sus estudiantes, por lo que aspira a que cadaaula panameña cuente con educadores dedicados, calificados y apasionados por la enseñanza.A través del programa Maestros Apoyando Maestros ofrece 40 horas de entrenamiento y desarrollo profesionalcontinuo durante el año escolar.
Pasaporte de salida:
Es una hoja que solicitamos a la salida de la clase. Losestudiantes pueden escribir, por ejemplo, tres cosasaprendidas o una pregunta sobre el tema. También sepuede pedir alguno de los formularios llenados durantela clase.
Reunión de expertos:
Es una forma de aprendizaje colaborativo. Para unagran cantidad de información que queremos que losestudiantes conozcan, organizamos grupos de 2-5estudiantes y se le asigna una parte de la información a cada grupo. Ellos la LEEN/RESUMEN/ ILUSTRAN y se vuelven expertos en esa parte de la información.Luego se reorganizan los equipos de manera quequeden conformados por un experto en cada parte. Allí cada experto comparte lo que sabe con el resto.
Compañeros de estudio:
Técnica para agrupar: al principio de la claseentregamos un formulario con 3-5 lugares u horas oalgo semejante, según el número de momentos parareflexionar o trabajar en parejas de la lección. Debenbuscar un “compañero” para lugar u hora.
También se pueden formar grupos de estudio de 3estudiantes (avanzado, medio y bajo de la curva derendimiento) para que trabajen juntos e incrementarel aprendizaje.
Sistema 1/4:
El docente debe planificar sus lecciones de manera queel tiempo en el aula promueva todas las posiblesinteracciones personales y maneras de aprender. Loideal es imaginar el bloque de la lección (45 min aprox.)en cuartos de aprox. 10 min cada uno:• El docente habla, el estudiante escucha.• El docente interactúa con los estudiantes. • El estudiante interactúa con otros estudiantes. • El estudiante realiza trabajo individual y autónomo.
No siempre es perfecto, pero el aprendizaje mejora si alplanificar tenemos en cuenta crear las oportunidadespara que se den todas las interacciones posibles.
Activador:
La activación de los conocimientos previos esnecesaria para favorecer que los estudiantesconstruyan conocimiento significativo. Los activadores son actividades que pretenden que losestudiantes se hagan conscientes de su conocimientoprevio, puedan expresarlo y establezcan conexionespara contextualizar los conceptos sobre los que se va atrabajar en la lección.
Paletas de equidad:
Se utilizan paletas para crear igualdad de oportunidadesde participación entre los estudiantes, evitar tanto quelos más tímidos nunca participen o que los dominantesacaparen la atención. Se entrega a cada uno un palitode paleta y se solicita que registren su nombre de unlado (puede pedir del otro lado una cualidad, unpersonaje o ¡lo que quiera!). Se plantea una pregunta, se dan un minuto para pensarindividualmente, dos para comentar entre pares. Luego,para obtener respuestas a compartir en plenaria, seselecciona una paleta al azar, que luego será puestaaparte para no volver a llamar a ese estudiante.Es importante dar la oportunidad de interacción entrepares antes de hacer uso de la paleta;
12
Carrusel de ideas:
En el carrusel de ideas, los estudiantes giran alrededor de la clase en pequeños grupos, parando por varias estacionespor un tiempo determinado en cada una. Deben plasmar sus ideas en una cartulina. La lectura de las ideas compartidasa través del movimiento y la conversación, activará el conocimiento previo y proporcionará el andamiajes para la nuevainformación.
√ Generar un número X de preguntas para el tema de estudio y escribir cada pregunta en una hoja de cartulina opapel (Nota: El número de preguntas debe reflejar el número de grupos que va a utilizar durante esta actividad).Pegue las hojas con las preguntas alrededor de su salón de clases. Cada pregunta corresponde a un estación.Divida a sus estudiantes en grupos de 5 o menos y entregue a cada grupo un color diferente de marcador.
√ Pídale a cada grupo que se pare delante de una estación. Van a tener de 2 a 3 min para una lluvia de ideas yescribir las ideas en cada estación. Cuando el tiempo se cumpla, los grupos rotarán a la siguiente estación ensentido del reloj.
√ Continúe hasta que cada grupo llegue a su última estación.√ Antes de salir de la última estación, cada grupo deberá seleccionar los 3 mejores ideas de su estación para
compartir con toda la clase. No importa que no hayan sido sus ideas.
Momento de mostrar/show time:
Hay dos versiones 1) momento de ver un video, o presentación, y 2)momento de compartir los productos de su trabajo.Videos o presentaciones pueden usarse comoactivadores o como momento de reflexión yconsolidación de conceptos luego de haber trabajadoactividades experimentales.Cuando los grupos cooperativos han terminado su"producto", se convierte en el momento de mostrar(SHOW TIME)... o el tiempo para demostrar lo que saben.
Cloze:
Es una estrategia de fluidez en la lectura que ayuda alos lectores a mantener el ritmo y atención durante lalectura. El maestro guía la lectura y elimina algunaspalabras claves o el final de un párrafo, los alumnoscompletan el texto con una palabra que mantenga el sentido. Una variación es la lectura “alternada”. El maestropasea entre los estudiantes y toca el hombro del queseguirá la lectura. Con los más pequeños, el docente puede leer elprincipio de un párrafo y el grupo completarlo leyendoen voz alta todos juntos. Esta técnica puede volverseaún más activa cambiando el ritmo de lectura o el tonode voz, que los estudiantes deben imitar.
Gallo mañanero
Primera actividad del día, puede ser un repaso, unaactividad de rompehielo, un formulario que active elconocimiento previo, una reflexión personal, etc.Puede aprovecharse a manera de activador para irenfocando el tema de la lección, crear expectativa yaprovechar para establecer grupos de trabajo.Una segunda intención es estimular la entrada tempranoal salón, pues quienes lleguen tarde, dependerán de los“tempraneros” para que les expliquen qué deben hacer.
Salpicón de palabras:
Es un activador asociado a técnicas de lecturacomprensiva. Se eligen 10-12 palabras y se pide que seinfiera el tema del día. La actividad crea expectativa, pide que infieran yestablece un vocabulario y relaciones entre palabrasque ayudan a enfocar conceptos.
Columnas colaborativas:
Las columnas de colaboración se utilizan a menudopara enseñar conceptos ambiguos al estimular ladiscusión y síntesis de diferentes puntos de vista. En lassucesivas columnas se va agregando diferentes puntosde vista y en la última se suman, resumen o aclaran.Un ejemplo es las tres columnas: ¿cómo se ve, ¿cómose oye?, ¿Por qué es importante? Se completan lascolumnas tratando de que participen todos.Otro ejemplo es mi idea + tu idea: En la primer columnase escribe lo que pienso individualmente, en la segunday tercera lo que discuto con otro compañero; y en lacuarta ¿qué aprendí?
13
Información base para el docente
El ser humano ha tomado muchos siglos en poder tener una idea sobre la estructura interna de la Tierra. ¿Quéhabría bajo el suelo, bajo sus pies? ¿De dónde salen las aguas que forman manantiales? ¿De dónde vienen losfuegos y lavas que escupe el volcán?
Muchas fueron las explicaciones imaginarias o con alguna clase de lógica que se propusieron. Por ejemploAthanasius Kircher (1601-1680), padre jesuita de la época de Galileo, fue autor de la enciclopedia “Mundosubterráneo”, en la que sugería la existencia de reservorios de agua subterráneos, así como un centro demagma debido a que las temperaturas debían aumentar hacia el interior.
El entendimiento de la estructura de la Tierra fue lográndose con la suma del conocimiento de diferentespersonas, que a su vez aumentaba con el apoyo de la tecnología que se iba desarrollando. Por ejemplo, medir laintensidad de un mismo terremoto en diferentes localidades permitió inferir cómo son las rocas de la corteza yaún más profundo. Increíblemente el primer antecesor del sismógrafo conocido data del año 132 y fueconstruido en China por Zhang Heng y podía detectar terremotos tan distantes que nadie cercano lo sentíasiquiera. Era un jarrón de bronce, con varias cabezas de dragones, cada una con una pelota también de bronceen su boca; alrededor del pie tenía varios sapos con las bocas abiertas. Si la máquina detectaba un temblor detierra, una bola de bronce, automáticamente, se soltaba y caía en la boca de uno de los sapos. La posición delsapo en cuestión indicaba la dirección de la cual procedía el temblor.
Estas dos imágenes y la posibilidad de generar historias cautivadoras se utilizan en la Unidad 3, diseñadas paraestudiantes de media (pudiéndose adaptar a premedia). La intención de incluirlas en la planificación es la dereforzar el concepto de ciencia como un proceso.
A continuación le ofrecemos un resumen del conocimiento más actualizado a la fecha y que tiene pertinenciadentro del curriculum oficial de Panamá, así como referencias valiosas para profundizar en cualquiera de esostemas.
I. MODELOS DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Para entender como funciona la tierra tenemos que conocerla por dentro, pero penetrar al interior de la Tierraha sido imposible debido a las altas temperaturas y presiones que allí existen. La estructura interna de la Tierrase conoce y se infiere sobre la base de diversos estudios, que proporcionan datos directos o indirectos:
• Las evidencias directas son obtenidas por excavaciones en las minas, perforaciones y por explosionesvolcánicas. Las excavaciones más profundas, en África del Sur, han llegado hasta 3,5 km de los 6370 km quetiene la corteza terrestre.
• Las evidencias indirectas son obtenidas de meteoritos y, principalmente, a través de los estudios delcomportamiento de las ondas que se producen en los terremotos que permite inferir la composición delinterior de la Tierra debido a que estas ondas se desplazan en diferentes velocidades dependiendo ladensidad del medio por el que se muevan.
14
Los datos obtenidos a través de estos estudios han permitido generar modelos de cómo sería el interior de laTierra. E l modelo estático es sencillo (tres capas) y se basa en la composición química. E l modelo dinámico, sebasa en el comportamiento mecánico (estado, plasticidad, elasticidad) de los materiales según se puede inferir apartir del estudio de las ondas sísmicas. Lo que sigue es una explicación sencilla que está ilustrada en el aficheque acompaña esta caja:
Modelo es t át ico (bas ado en la compos ición química):1) La cor tez a (continental y oceánica) es la capa más fina e irregular, de consistencia sólida pero menos densa
que el resto, esta formada por elementos químicos como oxígeno, carbono, hierro, calcio, aluminio y silicio.Los elementos más abundantes en la corteza continental son sílice y aluminio, y sílice y magnesio son losmás abundantes en la corteza oceánica2. Su espesor varía desde 5 km en algunas zonas oceánicas hastamás de 70 km en las zonas montañosas de los continentes. La corteza terrestre es más liviana en loscontinentes que en el fondo oceánico.
2) El manto (superior e inferior) es más uniforme que la corteza y mucho más grueso. Su límite inferior se sitúaa 290 0 km contado desde la superficie. Está compuesto por elementos más densos, como son el hierro y elmagnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio. La parte superior contiene abundanciade silicatos relativamente livianos (como el olivino, silicato de hierro y magnesio) y la inferior, silicatos másdensos (como la espinela, óxido de magnesio y aluminio).
3) El núcleo (interno y externo) es muy denso. Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre. El núcleo externose encuentra en estado líquido, (lo sabemos porque las " ondas s" –que no se trasmiten a través de líquidos-desaparecen en él). E l núcleo interno es el centro del planeta, sólido, de mayor densidad y menos azufre.
Modelo dinámico (bas ado en las propiedades mecánicas) :1) L it ós fera: Es la capa externa de roca sólida (litósfera= esfera de piedra) que está dividida en placas que se
mueven. Está compuesta por la corteza (continental y oceánica) y la parte superior del manto.
2) A s tenós fera: (esfera sin resistencia): Forma parte del manto superior, es plástica (menos rígida), ya que latemperatura y la presión permiten que las rocas se fundan parcialmente.
3) Mes ós fera: Equivale al resto del manto (entre los 350 y 290 0 km) y se considera en estado sólido. En lazona de contacto con el núcleo existe una capa (Nivel D) donde se cree que podrían existir algunosmateriales fundidos.
4 ) E ndós fera: Comprende al núcleo, cuya capa externa se considera de material fundido pues no permitetrasmite las ondas S. Se encuentra fundido parcialmente (sólido pero con plasticidad) hasta los 4 0 0 km, pararecuperar su estado sólido de allí en adelante.
Dis cont inuidades : Las ondas sísmicas cambian de comportamiento (velocidad, intensidad y dirección) al pasarde una capa a otra. La primera y más famosa discontinuidad fue descubierta a principios del siglo XIX porAndrija Mohorovicic, y se conoce como la Discontinuidad de Moho. Ésta señala el límite entre la corteza y elmanto y se debe a que cambian las propiedades conductivas por el cambio químico. Con el tiempo se han idodescribiendo otras discontinuidades que están marcadas en el afiche de la caja.
I I . T E CT ÓNICA DE P L A CA S :
La corteza no es continua sino que está formada por 15 enormes placas que flotan sobre el manto. Lacomprensión de este fenómeno fue fundamental para comprender la dinámica terrestre. Uno de los primeros endarle forma a esa idea fue Alfred Wegener, quien elaboró la teoría de la deriva continental a principios de 1900en la que explicaba la presencia de idénticos fósiles y rocas en continentes distantes a través del movimiento delos continentes; hoy sabemos que las que se mueven son enormes placas de corteza (que incluyen continentes yfondo oceánico). E l número de placas o microplacas varía según la fuente que revise, incluso en algunas hayzonas que se consideran " difusas" , es decir cuyo límte no es claro según los datos obtenidos a la fecha.
2 La composición química de las rocas conocidas a principio del siglo XIX, llevó a considerar que una capa de corteza conocida como SIAL (silicio y aluminio)reposaba sobre otra capa continua y profunda de SIMA (sílice y magnesio). De las misma manera se hablaba de NIFE (níquel y hierro) para describir el núcleo.Hoy esos términos están en desuso y han perdido significado frente a la información existente.
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La mayor parte de los terremotos y volcanes se producen en las zonas ubicadas en los límites entre las placas.Este contacto puede ser de distinto tipo:
• Cuando las placas se alejan una de la otra se les llaman divergentes. Esto sucede por ejemplo con las placasNorteamericana y Europea que se separan en la fosa oceánica. Al separarse se produce un espacio que esrellenado con magma. Cuando éste se endurece se aleja del lugar donde surgió generando un nuevo huecoque es rellenado con nuevo magma. El proceso crea el sistema que da origen al fondo oceánico y se conocencomo bordes divergentes o constructivos. En estas zonas no suelen ocurrir sismos de gran intensidad.
• Cuando las placas se mueven en sentido contrario y chocan, se conocen como bordes convergentes. Haydos posibilidades en este caso: si ambas placas tienen densidades similares, a lo largo de millones de añosgeneran cadenas montañosas como los Himalayas, y el fenómeno es llamado colisión. Si las densidades sondistintas, y generalmente la de mayor densidad es la oceánica, una se hunde bajo la otra. Un ejemplo es elde la cordillera de los Andes donde la placa de Nazca se hunde bajo la Sudamericana. Este fenómeno esllamado subducción y genera volcanes, la corteza que se sumerge se funde dentro del magma y producepresión que se libera a través de los volcanes en la placa que se mantiene arriba.
• Cuando las placas se desplazan paralelamente entre sí pero en sentidos opuestos, generan sismos, es comosi las placas quedaran enganchadas y de repente se soltaran liberando gran cantidad de energía. Estoocurre en la Falla de San Andrés, en California, Estados Unidos. Se denominan bordes transformantes, y elfenómeno se conoce como fricción.
III. SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS
Un terremoto ocurre cuando dos bloques de rocas, se rompen y se deslizan uno contra otro, liberando la energíaque se había acumulado. Esto ocurre con mayor frecuencia en los bordes convergentes y transformantes, y enzonas de fallas geológicas (donde hay quebraduras entre las rocas), es decir donde hay grietas en la corteza. Dela zona de fricción (foco o hipocentro) se liberan dos tipos de ondas: ondas P (primarias) de presión y ondas S(secundarias) ondulantes, ambas presentan comportamientos distintos dependiendo de la composición delmaterial que cruzan en la corteza hacia la superficie. Una vez que llega el movimiento a la superficie (epicentro),se forman dos tipos de ondas superficiales que se desplazan sobre la superficie de la corteza: las Love (que semueven horizontalmente mientras avanzan) y las Rayleigh (que se mueven verticalmente mientras avanzan).
En la actualidad existe una sofisticada red de estaciones sismográficas distribuidas alrededor del mundo, y elconjunto de datos acumulado en ellas ha permitido estudiar en detalle cómo las ondas que atraviesan el interiordel planeta. La integración de estos resultados, sabiendo que las velocidades de propagación marcan distintostipos de materiales y medios físicos, ha permitido deducir la estructura interna de la tierra.
Escalas para calcular la fuerza de un sismo:
Los principales factores que inciden en el nivel de daños que puede ocasionar un terremoto son la fuerza, lacercanía al foco y la duración del movimiento. A mayor fuerza del movimiento, mayor cercanía al foco y amayor duración, más daños causará el sismo.
Magnitud e intensidad:• La magnitud mide la energía liberada por el foco del terremoto y se mide con la escala de Richter que va
de 2 a 10, pero el 3 es diez veces más fuerte que el 2, el 4 10 veces meas fuerte que el 3 y así sucesivamente(es una escala logarítmica). De menos de 2.0 -que es casi imperceptible- se producen más de 1 millón deterremotos al año. Los terremotos más fuertes registrados ha sido de 9.9 y se produce 1 cada 20 añosaproximadamente.
• La intensidad mide el daño producido en las distintas estructuras, es una medida más subjetiva, usa laescala de Mercalli que tiene 12 grados. El Grado I muy débil se describe como “Imperceptible para la mayoríaexcepto en condiciones favorables”; el Grado XII catastrófico se describe como “Destrucción total con pocossobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados. Imposibilidad demantenerse en pie”.
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Profundidad del foco:• Los sismos de foco superficial actúan sobre áreas reducidas, pero sus efectos son considerables, pues las
ondas sísmicas apenas se atenúan antes de llegar a la superficie. En cambio los de foco profundo afectan azonas mucho mayores, pero la intensidad, en igualdad de magnitud, es menor, debido a que las ondassísmicas llegan más debilitadas a la superficie.
IV. ALGUNAS DUDAS QUE PUDIERAN SURGIR DEL FOLLETO DEL VOLCÁN BARÚ
• En la página 2 dice que el Volcán se formó antes que se cierre el istmo de Panamá hace 3.5 millones de años. Esimportante que usted sepa que nuevas evidencias encontradas en las excavaciones de la ampliación del canalde Panamá ponen en duda el momento exacto en que se cerró el istmo, y se ha planteado que eso podríahaber ocurrido hace 17 millones de años. Sin embargo, todavía faltan más estudios para aclarar este punto.
• Si los estudiantes no están claros que la corteza terrestre que vemos tan compacta es solo una capita quecubre la tierra puede usar la analogía de un huevo duro con la cáscara partida para que pueda resultarlesfamiliar, sería oportuno aclarar que son 15 grandes placas y algunas micro placas que cubren el planeta yque flotan sobre el manto.
• Otro punto que puede generar dudas es la subducción de la que se habla en la página 3. La tierra estácubierta de placas, entonces cuando una se mueve y choca con otra, pueden pasar distintas cosas, si tienendensidades similares el encuentro puede hacer que se “arruguen” y formen montañas como en los Himalayao que una sea más densa que la otra y se sumerja (subducción). En este último caso, el calor y la presiónhacen que la corteza que se sumerge se funda, aumente su presión y pueda surgir un volcán en la placamenos densa.
Aprendiendo más sobre volcanesPodemos pensar que todos los volcanes son iguales pero si observamos lo que pasa en la naturaleza vemos queno. Para poder estudiar y entender los fenómenos naturales los hombres tenemos tendencia a clasificarlos ypara eso buscamos cosas en común. Pero siempre debemos recordar que el sistema de clasificación estáconstruido por seres humanos y muchas veces los seres vivos y la naturaleza podrían escaparse de nuestrasreglas. Entonces habrá siempre excepciones a los esquemas de clasificación y habrá siempre cosas que caen enmás de una categoría.
Los volcanes no se escapan a estos problemas de clasificación y hay diferentes formas de agruparlos. Porejemplo, por la composición química de lava, el ambiente tectónico, el tamaño, la forma en que hace erupción, laubicación geográfica, la actividad actual, y la morfología.
Según su forma, los científicos que trabajan en volcanes los han clasificado en 26 formas, en este escrito vamosa hablar de los 3 más comunes:
Volcanes escudo: son los mayores volcanes de la Tierra. Los volcanes escudo de Hawai son los ejemplos másfamosos. Tienen un tipo de lava muy fluida cuando entran en erupción y por esta razón no son empinados yaque la lava se escurre por las paredes. Las erupciones son sólo explosivas si el agua se mete en la rejilla deventilación, de lo contrario, se caracterizan por la baja explosividad. Los volcanes escudo son el resultado de lasaltas tasas de suministro de magma, la lava está caliente y poco ha cambiado desde el momento en que segeneró, la mayoría de las veces fluye en forma continua. Los volcanes escudo son los productos comunes devulcanismo de puntos calientes donde la corteza terrestre es muy finita pero también se pueden encontrar a lolargo de arcos volcánicos asociados a subducción. Los ejemplos de los volcanes escudo son Kilauea y MaunaLoa (Hawai), Fernandina (Galápagos), Karthala, Erta Ale, Tolbachik, Masaya, y muchos otros.
Estrato volcanes: constituyen el mayor porcentaje de los volcanes individuales de la Tierra y la mayoría secaracteriza por erupciones con lavas más frías y más viscosas que los volcanes escudos. Estas lavas másviscosas permiten que se genere más presión de gas, por lo tanto estos volcanes suelen sufrir erupcionesexplosivas. Los estrato volcanes producen lava, cenizas y piedras de forma intercalada por eso se suelen llamarcompuestos. En general se encuentran a lo largo de arcos volcánicos relacionados con la subducción, y lastasas de suministro de magma son bajas y por tanto pasa períodos de reposo largos entre las erupciones.
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Volcanes de fisura: son aberturas longitudinales que se producen en general en las dorsales oceánicas o sea enlas zonas de separación de placas aunque puede producirse en otras zonas a través de la cual se erupciona lavausualmente sin actividad explosiva. La fisura es generalmente de pocos metros de ancho y puede ser de varioskilómetros de largo. No tienen una caldera central y la superficie es mayormente plana. El volcán puedeusualmente ser visto como una grieta en el suelo o en el lecho marino. Las fisuras estrechas pueden serrellenadas con lava que las endurece.
V. ROCAS, MINERALES Y RECURSOS DE PANAMÁ
Este tema no lo desarrollamos en esta sección porque las unidades 4 y 5 de la carpeta incluyen lecturas losuficientemente explicativas. Lo animamos a que profundice en el tema apoyado en las referenciasbibliográficas.
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Bibliografía, sitios recomendados y refencias útiles:
Sitios en español:
• Red Escolar Nacional. Fundación Centro Nacional de Innovación Tecnológica. CENIT, Venezuela.URL: http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/cienciasTierra/Tema16.htmlInformación para docentes y estudiantes de todos los niveles con buenas imágenes y muchos temas. El sitiono está disponible en el período de vacaciones (agosto y septiembre).
• Profesor en línea. Querelle y Cia Ltda. Chile. URL: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Placas_tectonicas_Teoria.htmSitio privado de Chile dedicado a aquellos estudiantes que buscan más información para sus tareas. Lasección sobre placas tectónicas es muy completa.
• Alejandro Nava. La Inquieta Superficie Terrestre. Colección digital La Ciencia para Todos. InstitutoLatinomaericano de la Comunicación Educativa. URL: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/113/htm/terrest.htmExcelente sitio de México con información detallada sobre el desarrollo de la teoría de tectónica de placaspara niveles superiores y para el docente.
• Biblioteca virtual del Instituto de Defensa Civil de Perú. URL:http://bvpad.indeci.gob.pe/html/es/folletos.htmFolletos divulgativos en PDF para la prevención en caso de desastres naturales. El material tiene un diseñoclaro y atractivo.
• Portal de Educación y Gestión del Riesgo. Centro Regional de Información sobre Desastres para AméricaLatina y El Caribe. URL: http://educacionygestiondelriesgo.crid.or.cr/Recursos de información en prevención y mitigación de riesgos, materiales lúdicos y multimedia.
• Anne E. Egger, Ph.D. La Estructura de la Tierra: Una travesía virtual al centro de la tierra.Visionlearning Vol. EAS (1s), 2003. URL:http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=69&l=sExcelente resumen del tema de la estructura de la Tierra. Visionlearning es un recurso para docentes yestudiantes fundado por la National Science Foundation de Estados Unidos, que provee módulosconsiderados más efectivos que los libros de texto.
• Martínez Navarro, F. Y J.C Tirégano García. Ciencias para el Mundo Contemporáneo.URL: http://www.cienciasmc.es/webExcelente sitio con material escrito, enlaces, actividades y videos para la asignatura homónima obligatoria enEspaña.
Sitios en inglés:
• Earth Science Education. de la Universidad de Purdue. URL: http://web.ics.purdue.edu/%7Ebraile/.Pagina del Profesor Larry Braile con gran cantidad de actividades para comprender los fenómenosgeológicos
• Earthquake Hazards Program. U.S Geological Surrey. URL: http://earthquake.usgs.govPágina del Instituto de Geología de Estados Unidos que cuenta con numerosos recursos, mapas de actividadsísmica de todo el mundo, enlaces a actividades para escuelas, e información sobre eventos sísmicos
• Mineral Information Institute. URL: http://www.mii.org/teacherhelpers.htmlPágina con lecciones, afiches y materiales a la venta.
• Incorporated Research Institutions for Seismeology. (IRIS). URL: http://www.iris.edu/hq/sitemapPágina con muchos recursos educativos, videos y animaciones.
• Educcational Materials. Earth and Environmental Sciences. University of Kentucky. URL: http://ees.as.uky.edu/educational-materialsPágina educativa de la Universidad de Kentucky con animaciones, ejercicios interactivos y canciones.
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Videos*:
• Viaje al centro de la tierra. Discovery Chanel. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLYEn español. Este es el primero de una serie de videos que muestra científicos que estudian la estructura de laTierra haciendo un paralelo con la película basada en la novela “Viaje al centro de la Tierra’ de julio Verne. Entotal son 10 capítulos-videos.
• Clase demostrativa sobre ondas P y S. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLYUn docente organiza un ejercicio corporal poniendo a sus alumnos en un círculo para simular ondas P y S, deuna manera que resulta muy concreta y comprensible. La simulación se usa en la unidad 2. Aunque es eninglés, no es necesario entender el idioma porque es actuado.
• Animación comparando ondas P y S URL: http://youtu.be/gl4FvHKzAlUUna animación sencilla y corta comparando la forma de propagarse de las ondas primarias y secundarias. Seusa en la unidad 2.
• Animaciones en español. Canal Youtube del Incorporated Research Institutions for Seismeology.(IRIS). URL: http://www.youtube.com/playlist?list=PL2E1E62BCF37D619A&feature=plcp.Dieciseis animaciones representando ondas sísmicas y procesos de placas tectónicas. Algunas se usan en launidad 2.
• Volcanes. Discovery Chanel. URL: http://www.youtube.com/watch?v=2QCdzfSvVUsEn español. Habla de varios tipos de volcanes y muestra varios volcanes famosos.
• Placas tectónicas. Discovery Chanel en español. URL: http://www.youtube.com/watch?v=qF7wKnubg1w&NR=1 http://youtu.be/qF7wKnubg1wPresentación de las placas tectónicas, especialmente sobre bordes transformantes como el de la falla de SanAndrés y los terremotos relacionados.
• Si está interesada en ver videos cortos sobre volcanes, National Geographic tiene una serie de videosdisponibles en línea: URL: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/environment-naturaldisasters/volcanoes/volcanoes-101.html
• La Tierra – El Universo. URL: http://youtu.be/Dua2DZYWJcwSobre el planeta, sus capas y la evolución de la vida. Un resumen completo de 9:44 min
* Videos que están en el DVD de la caja junto a otro demostrativo para la unidad de volcanes y en el cual además encontrará unarchivo que detalla el contenido y datos de los videos.
