SPECTO. Investigando sobre los gases. FONDECYT 1150659GUIA ALUMNO

ACTIVIDADES PARA PROMOVER LA VISUALIZACIÓN EN CIENCIAS

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GU

ÍA A

LUM

NO

INTRODUCCIÓNEn este material encontrarás una forma interactiva de abordar problemas asociados a los gases, recurriendo a

fenómenos conocidos y el uso de la realidad aumentada. Los objetivos de trabajo son:

•Desarrollar los conceptos asociados a los gases y como estos se relacionan con los procesos de

respiraciónypresión.

•Relacionarlascienciasbiológicas,químicasyfísicasmedianteunasecuenciaconinclusiónderealidad

aumentada.

•Elaborarrespuestasasituacionesproblemasplanteadosmedianteelregistroyrecursosdeapoyo.

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GU

ÍA A

LUM

NO

ORIENTACIONESPara que puedas usar de forma eficiente este material, se ha diseñado una lógica de progresión mediante el

avance por disciplinas, cada una de las cuales esta caracterizada por un color, según la siguiente distribución.

Sección Disciplina Color1 Biología Verde

2 Física Azul

3 Química Amarillo

4 Integrado Naranjo

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GU

ÍA A

LUM

NO

Cada sección cuenta con algunas gráficas que tienen por objetivo orientar el trabajo a realizar en una

determinada sección de este material:

Recuadrosconsíntesisdelasideascentrales

Datosrelevantespararesolversituaciónproblema

Recursoconrealidadaumentada

Actividaddesarrollogrupal

GU

ÍA A

LUM

NO

I I

NTE

GRA

DO

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Para comenzarVivimos envueltos en una preciosa capa de 500 km de gas retenida por la gravedad sobre la superficie de la

Tierra, con la cual interactuamos cada día al respirar.

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GU

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LUM

NO

I INTEG

RAD

O

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Los fenómenos gaseosos son uno de los más interesantes de estudiar en ciencias naturales, dado que pueden

ser estudiado desde diversos puntos de vista, por ejemplo con los ojos de la química, con la fascinante

descripción física y la por supuesto presente biología.

Si bien los seres humanos por nuestro tamaño disponemos de estructuras que permiten llevar el oxígeno

presente en el aire a cada célula de nuestro cuerpo, surgen una serie de preguntas asociadas a otros organismos

y si el proceso ocurre de forma similar. Por ejemplo, ¿quéocurreconaquellosquesondemenortamañoy

seencuentranenunahábitatintermedio(terrestre-acuático)comoporejemplo,losanfibios?. Así durante

el desarrollo de esta historia, te invitamos a pensar, cuestionar e investigar sobre el procesos de respiración

desde diferentes puntos de vista.

GU

ÍA A

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NO

I I

NTE

GRA

DO

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Para ello iniciemos con tres preguntas:

Te invitamos a tener presente estas preguntas y a generar otras que se asocien al tema, para que avancemos juntos en esta aventura.

Estamos listos a iniciar nuestro viaje, y visualizar la respiración por medio del uso de realidad aumentada y proponer soluciones a los problemas que te vamos a plantear.

R A

GU

ÍA A

LUM

NO

I BIOLO

GÍA

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C o n oz ca m o s nu e s t r o s p u l m o n e s

¿Sabescómoseinflanydesinflantuspulmones?

Toca tus costillas y abdomen al inspirar, notaras un cambio en su posición y desplazamiento

¿Cuáles laparticipaciónde las costillasen la inspiraciónyexpiración?

¿Cuál es la participación del diafragma en la inspiración yexpiración?

¿Cómo serán las presiones internas de los pulmones en la

inspiraciónyenlaexhalación?

R A - AB1

Intenta reconocer las etapas de tul proceso respiratorio.

B u s c a n d o r e s p u e s t a s

GU

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I B

IOLO

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1.Observaalasranasensuhábitat

2.¿Quécosaspuedesdecirsobrelarana?

La rana es un anfibio ¿sabesloqueesunanfibio?

¿Quécaracterísticastieneelhabitaddelarana?

¿Esposiblequeelambientedondeviveunaranaafectesuformaderespirar?

AA1. Mirando con los ojos de la biología.

C o n oz ca m o s o t r o a n i m a l R A - AB2

Discuteestaspreguntascontuscompañeros

GU

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I BIOLO

GÍA

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AA2. Estructura de la rana

E s t u d i e m o s a h o ra e l i n t e r i o r d e l a ra n a

R A - AB3

R a n a c o n e s t r u c t u r a i n t e r n a

Identifica las estructuras involucradas en la respiración de la rana:

¿Quéestructurasencuentrasqueseancomunesentre humanos y ranas? ¿son las mismasestructuras?

GU

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NO

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Anotalasdiferenciasysimilitudesentrelaestructurarespiratoriastuyasydelarana.

¿Cómopuederespirarlaranasinoposeelasmismasestructurasqueelserhumano?

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I BIOLO

GÍA

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A h o ra m i r e m o s a l a ra n a

Ventilación pulmonar de la ranaB u s c a n d o r e s p u e s t a s

R A - AB4

Desde la animación intente explicar cómo entra y sale el aire de los pulmones de una rana.

¿Cuántasetapaslograsapreciar?

¿Logras identificar las mismas estructuras entre un humano y una rana? Comenta con tus compañeros similitudes y diferencias

GU

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I B

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Para seguir discutiendoSabíasqueelaire generaunafuerzaal interiorde lospulmonesensusparedes,conocidocomopresión.¿Teimaginascómotrabajanlospulmonesdeunarana?

Anotalasdiferenciasysimilitudesentrelaranayunjoven.

ETAPAS DE LA RANA ETAPAS DEL SER HUMANO

GU

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I BIOLO

GÍA

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¡ATENCIÓN!

Unavezquehayasescritolassimilitudesydiferenciasentreunserhumanoyunarana,tepodrásdarcuentaquelaranaposeediferentesformaspararespirar.Inclusomáseficientequelarespiraciónpulmonar!

¿PordóndecreesquelaranapuedeintercambiaroxígenoyCO2,quenoseapormediodelospulmones?

R A - AB5

GU

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I B

IOLO

GÍA

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Aquíescribeturespuesta

Considera en tu respuesta: Cuando miras la imagen de la rana estás viendo directamente las superficies que le permiten respirar,

piensa en : ¿Cuáles son? Y Considera que debe contar con la mayor superficie posible.

RESPUESTA

GU

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NO

I BIOLO

GÍA

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AA3. Mis Apuntes

Registra 3 ideas relevantes hasta este momento:

1

2

3

GU

ÍA A

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NO

I B

IOLO

GÍA

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AA4. Relación con otros organismos¿Cómopodemosasociarlasuperficiedeunorganismoconelvolumendegasquerequierepararespirar?Porejemplo,comparemosconunsaltamontes.Teimaginascómorespira,¿tendrápulmones?

APUNTES

GU

ÍA A

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NO

I BIOLO

GÍA

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R A - AB6

GU

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NO

I B

IOLO

GÍA

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BITÁCORA DE SÍNTESIS

Anotalasdiferenciasysimilitudesqueencuentrasentrelossistemasrespiratoriosdelarana,elsaltamontesyeltuyo.

TU LA RANA EL SALTAMONTES

GU

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NO

I BIOLO

GÍA

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AA5. Síntesis de las principales ideasComentacontuprofesoroprofesorajuntoatuscompañeroslasiguienterelaciónpresentadaenloscírculossiguientesyconcluyansilarelaciónesimportanteenunprocesoderespiración:

VOLUMEN PRESIÓN

VOLUMEN SUPERFICIE

GU

ÍA A

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I B

IOLO

GÍA

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Para sistematizar nuestras principales conclusiones hasta ahora: ¿Cuálessonlasprincipalesideasdiscutidas?

¿Quéotrosproblemasteimaginasahora?

GU

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NO

I FÍSICA

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AA6. Mirando con los ojos de la física

R A - AF1

C o n ce p t o s

P r i m e r m o m e n t o : A c t i v i d a d d e e x p l o r a c i ó n c o n c r e t a

•Presióndelaire

•Elasticidaddelmaterial

Observalossiguientesvideos.

¿Cuáles son las variables físicas que participan de ladescripcióndelarespiraciónenunarana?

Inflatugloboydescribela“fuerza”quedebesusarparainflarlo.

¿Quéfactoresoparámetrosdelafísicacreestúqueintervienenenlaexplicacióndelarespiracióndeunarana?: puedes referirte por ejemplo a conceptos como: velocidad, fuerza, presión, etc.

GU

ÍA A

LUM

NO

I F

ÍSIC

A

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S e g u n d o m o m e n t o

AA7. Elasticidad versus el pulmón

E studiemos el interior de la rana.

Intenta escribir 3 ideas principales que podrían formarparte de la explicación con parámetros de la física, queintervienenenlarespiracióndelarana.

123

R A - AF2

GU

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NO

I FÍSICA

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AA8.

¿Quétehaparecidomásinteresantequehasaprendidohastaahora?

¿Quéotraspreguntas–ideastesurgen?

¿Conquéotrosfenómenosdetuvidacotidianapodríasrelacionarloestudiado?

APUNTES

GU

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NO

I F

ÍSIC

A

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MAPA CONCEPTUAL

AA9.

Finalmentehazunpequeñoesquemaomapa conceptualque incorpore los conceptosprincipalesquehasaprendido.

GU

ÍA A

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NO

I QU

ÍMICA

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AA10. Mirando con los ojos de la químicaRecapitulemostodaslasideasquehemosdiscutidoyrevisadohastaahora.

Quérelaciónhayentreelvolumendelsacodelaranaylapresióndelairequeingresa?.Discutecontuscompañeros.

GU

ÍA A

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I Q

UÍM

ICA

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AA11. Analizando datos

E m b o l o

¿Crees que esta relación que nos muestra la jeringa, simulando un embolo se habrá descrito antes?

•El valor del volumen en unidades arbitrarias serelacionaconlapresióndelabasedelembolo.

•El sonido nos está indicando características dela presión interna en el embolo: ¿Cuál será larelación?

R A - AQ1

GU

ÍA A

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NO

I QU

ÍMICA

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AA12. Un poco de historia para profundizar¿SabesquiénfueRobertBoyleydequéformasusestudiosaportaronalaciencia?

Revisalasiguienteinformación

R A - AQ2

GU

ÍA A

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NO

I Q

UÍM

ICA

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AA13. Simulando P° versus V

R A - AQ3

Revisalasiguientesimulación.Discutecontuscompañeroscuáleslarelaciónentrelapresiónyelvolumendelglobo.¿Podríasaplicarestasideasdeformaanálogaaloqueocurreconelsacodelarana?

GU

ÍA A

LUM

NO

I QU

ÍMICA

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AA14. Graficando

Apartirdelaactividadanterior,construyeungráficodonderepresenteslarelaciónpresiónvolumen.Teinvitoaqueteanimesaenunciarestarelaciónmatemáticamente.

BITÁCORA DE SÍNTESIS

GU

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UÍM

ICA

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Reflexionemos…

Representarunfenomenoescomplejo,másaúncuandoloqueestamosviendoeselcómofuncionaunsistema,esdecir,suspropiedades y no lo que esta causandodicho fenomeno, lasentidades.

GU

ÍA A

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NO

I QU

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AA15. Analizando datos

N i v e l e s d e r e p r e s e n t a c i ó n

R A - AQ1

Observa la jeringa ¿que relación podríasestablecerentreaquelloqueobservasyaquelloque podría estar sucediendo internamente aniveldepartícula?Discutecontuscompañeros.

GU

ÍA A

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AA16. Analizando datos

C o n s i d e r e m o s

•Presión:Tipodefuerzaejercidasobreunasuperficie.

•Volumen:EspacioocupadoendeterminadomomentoymedibleenunidadesdelSI.

Hemosestablecidonivelesderepresentaciónparaelfenómenodelgas,ademásdesurelacióncuantificableydirecta.Dibujaentoncesaniveldeparticulascómoteimaginaselairealinteriordelsacodelaranayqueocurreenlamedidaquecambiadetamañoelsacodelarana

GU

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I QU

ÍMICA

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AA17. Mis Apuntes

Registra 3 ideas relevantes hasta este momento:

Ahorarecuerdaelobjetivocentraldenuestrotrabajo:Nuestraranaysusaco.EntoncesparalosojosquímicoslarelacióndelasvariablessonP°yvolumen.

1

2

3

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AA18. Analizando datos

P a r t í c u l a s

De acuerdo a lo que Boyle nos ayudó a comprender, existe una relación directa entre el volumen del gas y su presión, entendiendo esta presión como la fuerza que ejercen las partículas dentro del embolo.

Entonces: ¿Cómo relacionamos la respiración de la rana con la ley de Boyle?

GU

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AA19. Síntesis de las principales ideas

VOLUMENPRESIÓN

Registra la actividad ¿Cuálessonlasprincipalesideasdiscutidas?

¿Quéotrosproblemasteimaginasahora?

REGISTRO DE ACTIVIDAD

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AA20. Síntesis de las principales ideas

Hemos llegado al final esta aventura, te invitamos a que vuelvas a revisar las preguntas con las que iniciamos

el problema. Discute con tus compañeros aquellas ideas nuevas para tí, ¡escríbelas y compártelas!

¿Qué te parece pensar en la respiración de las ranas y cómo es posible que lleven el aire a sus pulmones aumentando en volumen del piso de la boca?

¿Será posible que exista una explicación que ayude a comprender la relación entre el volumen, con la presión del aire que respira nuestra rana?

¿Cómo podemos saber acerca de la presión que ejercen los gases respirados por la rana?