Programa de Estudios Ciencias 2

Segundo Taller de Actualizaciónsobre los Programas de Estudio 2006

Reforma de la Educación Secundaria

Ciencias II

Guía de Trabajo

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Segundo Taller de Actualización sobre los Programas de Estudio 2006

Ciencias II

Guía de Trabajo

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CoordinaciónRicardo Valdez González

AutoresLilia Mata HernándezSusana Villeda ReyesRicardo Valdez GonzálezHilda María Fuentes López ColaboradoresLeticia Gallegos CázaresFernando Flores Camacho

Coordinación editorialEsteban Manteca Aguirre

Cuidado de ediciónSilvia Lona Perales

DiseñoIsmael Villafranco TinocoSusana Vargas Rodríguez

FormaciónAngélica Pereyra Perea

GráficosLourdes Salas Alexander

Primera edición, 2007Versión corregida para el sitio web de la Reforma de la Educación Secundaria, septiembre de 2007

D. R. © Secretaría de Educación Pública, 2007Argentina 28Centro, C. P. 06020México, D. F.

ISBN: 978-968-9076-76-6Impreso en MéxicoMATERIAL GRATUITO. Prohibida su venta.

Ciencias II. Guía de trabajo. Segundo Taller de Actualización sobre los Programas de Estudio 2006. Reforma de la Educación Secundaria fue elaborado por personal académico de la Dirección General de Desarrollo Curricular y docentes de educación secundaria

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Índice

Primera sesión¿Cómo contribuyen los cursos de Ciencias al perfil de egreso de la educación básica? ...................................................................... 13Segunda sesión ¿Cómo se fortalece el enfoque de Ciencias con el aprendizaje colaborativo y el trabajo por proyectos? ........................................................... 21Tercera sesión ¿Qué caracteriza al curso de Ciencias de segundo grado? ............................. 33Cuarta sesión Bloque I. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza. ¿Cómo enseñar el tema del movimiento en la escuela secundaria? ............. 41Quinta sesión Bloque II. Las fuerzas. La explicación de los cambios. ¿Cómo enseñar los temas de fuerza y energía en la escuela secundaria? ................. 47Sexta sesión Bloque III. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos. ¿Cómo enseñar el modelo cinético molecular en la escuela secundaria? ............................................................................................53Séptima sesión Bloque IV. Manifestaciones de la estructura interna de la materia. ¿Cómo enseñar el tema de la estructura interna de la materia en la escuela secundaria? .................................................................................... 59Octava sesión Bloque V. Conocimiento, sociedad y tecnología. ¿Cómo desarrollar los proyectos integradores del curso de segundo grado? ............................... 65Anexo 1 Reforma de la Educación Secundaria. Hacia una nueva escuela .................. 71Anexo 2 Problemas detectados (fragmentos, SEP, 2003) .................................................. 77Anexo 3 Productos del trabajo por proyectos de alumnos de San Luis Potosí, Sonora y Campeche ........................................................... 81Anexo 4 Estructura de secuencia didáctica para el tema 2.1 del bloque I ................... 85Anexo 5 Propuesta de distribución anual de tiempo para el desarrollo de cada bloque del programa. Ciencias II ......................................................... 89

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Anexo 6 Secuencia didáctica. ¿Cómo es el movimentocuando la velocidad cambia? .............................................................................. 91Anexo 7 Secuencia didáctica. La idea de fuerza: el resultado de las interacciones ............................................................................................ 109Anexo 8 Secuencia didáctica. Calor y temperatura ¿son lo mismo? .......................... 129Anexo 9Lista de material para la realización de las actividades de las secuencias ............................................................................ 147Anexo 10Secuencia didáctica. La corriente eléctrica en losfenómenos cotidianos ........................................................................................ 147Anexo 11Bloque V. Conocimiento, sociedad y tecnología ............................................. 165Anexo 12Surca el cielo el cometa McNaught .................................................................. 177

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Presentación

Los maestros son elemento fundamental del proceso educativo. La sociedad depo-sita en ellos la confianza y les asigna la responsabilidad de favorecer los aprendiza-jes y de promover el logro de los rasgos deseables del perfil de egreso en los alum-nos al término de un ciclo o de un nivel educativo. Los maestros son conscientes de que no basta con poner en juego los conocimientos logrados en su formación inicial para realizar este encargo social sino que requieren, además de aplicar toda la ex-periencia adquirida durante su desempeño profesional, mantenerse en permanen-te actualización sobre las aportaciones de la investigación acerca de los procesos de desarrollo de los niños y jóvenes, sobre alternativas que mejoran el trabajo didáctico y sobre los nuevos conocimientos que aportan las disciplinas científicas acerca de la realidad natural y social.

En consecuencia, los maestros asumen el compromiso de fortalecer su acti-vidad profesional para renovar sus prácticas pedagógicas con un mejor dominio de los contenidos curriculares y una mayor sensibilidad ante los alumnos, sus pro-blemas y la realidad en que se desenvuelven. Con ello, los maestros contribuyen a elevar la calidad de los servicios que ofrece la escuela a los alumnos en el acceso, la permanencia y el logro de sus aprendizajes.

A partir del ciclo 2006-2007 las escuelas secundarias de todo el país, inde-pendientemente de la modalidad en que ofrecen sus servicios, iniciaron la apli-cación de nuevos programas que son parte del Plan de Estudios establecido en el Acuerdo Secretarial 384. Esto significa que los profesores trabajan con asignatu-ras actualizadas y con renovadas orientaciones para la enseñanza y el aprendizaje, adecuadas a las características de los adolescentes, a la naturaleza de los conteni-dos y a las modalidades de trabajo que ofrecen las escuelas.

Para apoyar el fortalecimiento profesional de los maestros y garantizar que la reforma curricular de este nivel logre los resultados esperados, la Secretaría de Educación Pública elaboró una serie de materiales de apoyo para el trabajo docen-te y los distribuye a todos los maestros y directivos: a) documentos curriculares básicos (plan de estudios y programas de cada asignatura); b) guías para orien-tar el conocimiento del plan de estudios y el trabajo con los programas de primer grado; c) antologías de textos que amplían el conocimiento de los contenidos pro-gramáticos y ofrecen opciones para seleccionar otras fuentes de información, y d) materiales digitales con textos, imágenes y sonido que se anexarán a algunas guías y antologías.

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Asimismo, con el propósito de que cada entidad brinde a los maestros más apoyos para la actualización, se han fortalecido los equipos técnicos estatales con docentes que conocen el plan y los programas de estudio. Ellos habrán de aten-der dudas y ofrecer las orientaciones que requieran los colectivos escolares, o bien atenderán las jornadas de trabajo en que participen grupos de maestros por locali-dad o región, según lo decida la autoridad educativa local.

Además, la Secretaría de Educación Pública iniciará un programa de activi-dades de apoyo a la actualización sobre la Reforma de la Educación Secundaria a través de la Red Edusat y preparará los recursos necesarios para trabajar los pro-gramas con apoyo de la internet.

La Secretaría de Educación Pública tiene la plena seguridad de que estos ma-teriales serán recursos importantes de apoyo a la invaluable labor que realizan los maestros y directivos, y de que servirán para que cada escuela diseñe una estrate-gia de formación docente orientada a fortalecer el desarrollo profesional de sus in-tegrantes. Asimismo, agradece a los directivos y docentes las sugerencias que per-mitan mejorar los contenidos y la presentación de estos materiales.

Secretaría de educación Pública

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Introducción

Esta guía fue diseñada para apoyar el desarrollo del Taller para el Conocimiento Ini-cial del Curso de Ciencias II, en el marco de la Reforma de la Educación Secundaria. Las sesiones que la constituyen permiten conocer los aspectos centrales que carac-terizan la línea curricular de formación científica básica, proporcionan un primer acercamiento a los contenidos del curso de Ciencias de segundo grado para educa-ción secundaria y ofrecen algunas estrategias didácticas para su planeación y de-sarrollo.

En el Taller se busca promover el trabajo colaborativo entre colegas de dis-tintas escuelas e iniciar una reflexión colectiva acerca de la importancia de abrir espacios para la planeación conjunta del curso. Al mismo tiempo se propone apro-vechar las experiencias derivadas de los Talleres Generales de Actualización (TGA) precedentes, para consolidar las medidas orientadas a mejorar los procesos educa-tivos y a fortalecer la didáctica específica de las ciencias.

Descripción de las sesiones

Las ocho sesiones de trabajo ofrecen diversas oportunidades para reflexionar, ana-lizar y actuar en la búsqueda de nuevas formas de enseñar y evaluar, a fin de for-talecer el enfoque formativo de las ciencias y el desarrollo de las competencias pa-ra la vida.

En la primera sesión se dedica un espacio de trabajo para identificar las ca-racterísticas generales del Programa de Ciencias y se analizan los criterios con base en los cuales se construyó. También se analiza el propósito de la Formación Cien-tífica Básica y su contribución al logro de los rasgos del perfil de egreso de educa-ción básica.

En la segunda sesión se revisan las características del aprendizaje basado en proyectos colaborativos y se brindan oportunidades para aplicar sus principios bá-sicos, aspectos que fortalecen el carácter formativo de la enseñanza y el aprendi-zaje de las ciencias en la escuela secundaria. Se hace también una reflexión sobre aquellos aspectos de la metodología de enseñanza, planteada desde 1993, que se recupera en el programa de estudio vigente.

La tercera sesión se dedica al conocimiento de las características que dan identidad al segundo curso de ciencias, sus propósitos, criterios de organización y secuenciación de los contenidos y el papel trascendental de los aprendizajes espe-rados en cuanto a su relación con la evaluación.

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En las cinco sesiones restantes se ofrecen propuestas didácticas para el trata-miento de los contenidos que conforman los cinco bloques en los que está organi-zado el curso de Ciencias II, dedicados al estudio del movimiento, las fuerzas y la energía, el modelo cinético de partículas y la estructura interna de la materia. En dichas sesiones se ponen en práctica actividades de las secuencias didácticas suge-ridas para el desarrollo de algunos subtemas del curso. También se proporcionan pautas generales para el desarrollo del proyecto obligatorio del bloque V, que pro-mueven la integración y aplicación de lo aprendido a lo largo del curso, así como la demostración de lo aprendido por parte de los alumnos.

En la mayor parte de las sesiones se introducen actividades para promover la búsqueda de formas de panear y evaluar congruentes con el enfoque formativo, mientras que en otras se recalca la trascendencia de la enseñanza mediante mode-los, así como la importancia de conocer y conflictuar las ideas científicas previas que poseen los alumnos sobre los diversos temas relacionados con los contenidos del curso de segundo grado.

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Propósitos

La ciencia en la escuela básica no es la misma del científico profesional, resumida y simplificada… Los conocimientos se manejan en otro

contexto, mucho más vinculado con la vida personal y social de los estudiantes. No ha de predominar en su enseñanza la lógica de cada

disciplina sino la lógica del generalista culto que se quiere formar.

aurora lacueva

Propósito general

Que el colectivo docente:

• Conozca las características generales del Programa de Ciencias 2006 para educa-ción secundaria, analizando algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los contenidos, con la finalidad de identificar su contribución al logro de los rasgos del perfil de egreso y el desarrollo de las competencias para la vida.

Propósitos de las sesiones


• Analice las características generales del programa de Ciencias y sus criterios de construcción.

• Reflexione acerca de las implicaciones de la formación científica básica en el tra-bajo con los adolescentes.

• Reconozca cómo contribuyen los cursos de Ciencias al logro de los rasgos del perfil de egreso y al desarrollo de las competencias para la vida.

• Reconozca la importancia del aprendizaje colaborativo y del trabajo por proyec-tos en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias, en la escuela secundaria.

• Reconozca el aprendizaje colaborativo como antecedente obligado en la planea-ción y desarrollo del trabajo por proyectos para promover la formación científi-ca básica en las y los estudiantes.

• Identifique criterios para evaluar los proyectos, mediante el análisis de una pro-puesta de trabajo.

• Conozca las características de la estructura general del curso de Ciencias II, a través del acercamiento a los criterios de organización y secuenciación de con-tenidos.

• Valore la importancia de la promoción de la motivación hacia el estudio de la ciencia, el desarrollo de habilidades del pensamiento y de los elementos para la representación de los fenómenos, como aspectos fundamentales del programa de estudio de Ciencias II.

• Reconozca la estructura general, propósitos, contenidos y aprendizajes espera-dos de los bloque I, II, III, IV y V del curso de Ciencias de segundo grado.

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• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque I a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema de la aceleración.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque II a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema de fuerzas.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque III, a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema calor y temperatura.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque IV a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema la corriente eléctrica.

• Analice algunas sugerencias para el desarrollo de los proyectos estudiantiles del bloque V.

• Reconozca la importancia de fortalecer las competencias para la vida plantea-das en el perfil de egreso de educación básica, a través de la integración de los conocimientos construidos a lo largo del curso y aplicados a situaciones proble-máticas de interés personal.

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Distribución de contenidos por sesiones de trabajo

Sesión Contenido Tiempo

Primera Características de la línea curricular de formación científica básica.Características de los cursos de ciencias para la educación secunda-ria.Contribución de los cursos de ciencias al logro del perfil de egreso de la educación básica.

5 horas

Segunda Principios del aprendizaje basado en proyectos colaborativos.Características y tipos de proyectos en ciencias.

5 horas

Tercera Características del curso de ciencias de segundo grado.Aspectos básicos de la planeación de la enseñanza.

5 horas

Cuarta Características de los contenidos del bloque I “El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza”.¿Cómo enseñar el tema del movimiento en la escuela secundaria?Características e importancia de favorecer las herramientas para la descripción del movimiento.

5 horas

Quinta Características de los contenidos del bloque II “Las fuerzas. La ex-plicación de los cambios”.¿Cómo enseñar los temas de fuerza y energía en la escuela secun-daria?Características e importancia de favorecer las habilidades de argu-mentación con base en evidencias.

5 horas

Sexta Características de los contenidos del bloque III “Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos”.¿Cómo enseñar el modelo cinético molecular en la escuela secundaria?La importancia de la enseñanza de la ciencia a través de modelos científicos.

5 horas

Séptima Características de los contenidos del bloque Iv “Manifestaciones de la estructura interna de la materia”.¿Cómo enseñar el tema de la estructura interna de la materia en la escuela secundaria?

5 horas

Octava Características de los contenidos del bloque v “Conocimiento, sociedad y tecnología”. ¿Cómo desarrollar los proyectos integradores del curso de segundo grado?

5 horas

Simbología

IndIvIdUAL PArEjAS EQUIPOS PLEnArIA

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Primera sesión¿Cómo contribuyen los cursos de Ciencias al perfil

de egreso de la educación básica?

Frente a la idea, compartida posiblemente por muchos profesores, de que la educación científica debe estar dirigida a unas metas fijas, inmutables, consistentes en la transmisión del saber científico establecido, y por tanto

ajenas a los avatares sociales, cualquier análisis de la evolución de los currículos de ciencias muestra que éstos evolucionan, en sus fines,

y en consecuencia en sus contenidos y en sus métodos, con la sociedad de la que forman parte y a la que se dirigen.

JoSé ignacio Pozo M.

Tiempo estimado de la sesión: 5 horas

Propósitos


• Analice las características generales del programa de Ciencias y sus criterios de construcción.

• Reflexione acerca de las implicaciones de la formación científica básica en el tra-bajo con los adolescentes.

• Reconozca cómo contribuyen los cursos de Ciencias al logro de los rasgos del perfil de egreso y al desarrollo de las competencias para la vida.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP. • Cuaderno de notas.• Hojas de rotafolios.• Tarjetas.• Plumones.• Cinta adhesiva.

Actividades

1. (15 minutos) Lean en voz alta los propósitos de las sesiones de esta Guía de trabajo. Comenten sus expectativas con respecto al taller y anótenlas en su cuaderno. Les sugerimos que regresen a ellas en cada sesión con el fin de revisar cuáles se van cubriendo con el desarrollo de las actividades de la guía.

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2. (45 minutos) Con base en la presentación “La reforma de la Educación Secundaria”, incluida en el Anexo 1 de esta Guía de trabajo, identifiquen los problemas que enfrenta la educación secundaria en nuestro país en la actualidad. Asimismo, identifiquen las estrategias y las acciones que propone la reforma de la secundaria.Argumenten acerca de:

• Los problemas de la secundaria en nuestro país y los que se presentan en su es-cuela.

• Las estrategias que impulsa la reforma y la relación con las características de-seables de la escuela secundaria identificadas por el grupo.

• Los rasgos del perfil de egreso y las competencias para la vida a cuyo fortaleci-miento contribuirán todas las asignaturas.

3. (25 minutos) Reflexionen y elaboren un autodiagnóstico acerca de las fortalezas y debilidades de su práctica docente en las clases de Ciencias, en particular en la asignatura de Física. Consideren aspectos como: el papel de sus alumnos en el aprendizaje, habilidades y conocimientos que logran desarrollar en ellos, demos-traciones de aprendizajes alcanzados, cobertura de programas de estudio, reali-zación de actividades experimentales, modificación de ideas científicamente erró-neas, entre otros.

4. (30 minutos) Lean los fragmentos del capítulo 1 “Currículo de educación básica: contenidos y prácticas pedagógicas”, del libro Retos y perspectivas de las ciencias na-turales en la escuela secundaria, incluidos en el anexo 2 “Problemas detectados”. Con-trasten la lectura con las conclusiones obtenidas en la actividad anterior.

4.1. (30 minutos) Con base en la lectura anterior, reflexionen acerca de las siguientes características del programa de estudio de Ciencias para educación secundaria e identifiquen cómo se busca atender los problemas identificados antes:

• Agrupación de la carga horaria de las asignaturas por grado con énfasis dife-renciados.

• Vinculación de la ciencia y la tecnología: análisis de sus relaciones e impactos en la sociedad.

• Selección de contenidos básicos.• Descripción de aprendizajes esperados.• Articulación de los contenidos estudiados en educación primaria.• Vinculación con otras asignaturas.• Trabajo por proyectos.• Fortalecimiento de las dimensiones transversales (educación ambiental, forma-

ción de valores, por ejemplo).• Inclusión de comentarios y sugerencias didácticas.

4.2. (40 minutos) Seleccionen y revisen, en equipo, uno de los siguientes apartados del documento Ciencias. Programas de estudio 2006 (pp. 7-28) (veáse cuadro 1).

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Cuadro 1

Equipo Apartados

1 Introducción y antecedentes (pp. 7-9).

2 Principales cambios con respecto a los programas de 1993 (omitir la parte de trabajo por proyectos) (pp. 9-12 y 15-19).

3 Trabajo por proyectos (pp. 12-15).

4 Propósitos y enfoque pedagógico (pp. 21-23).

5 El carácter formativo del enfoque (hasta la sección “El alumno como centro de enseñanza y aprendizaje”) (pp. 23-25).

6 El papel del profesor en la enseñanza de las ciencias (pp. 26-28).

7 visión de la naturaleza de la ciencia (p. 28).

5. (25 minutos) En relación con la formación científica básica, analicen el siguiente texto (adaptado de Gil y Macedo, 2005):

El concepto de formación científica básica ha sido utilizado de manera amplia y repeti-da por los investigadores, diseñadores curriculares y profesores de ciencias durante la última década. Ello debe observarse como expresión de un amplio movimiento educa-tivo que lo reconoce y moviliza, pero implica, al mismo tiempo, el peligro de una am-bigüedad que permite atribuirle distintos significados.

Por lo común se interpreta con un enfoque erróneo y simplista: que la formación científica se restringe al manejo adecuado del vocabulario científico. Sin embargo, la idea de formación científica sugiere propósitos educativos básicos para todos los es-tudiantes, que la convierten en parte de una educación general. El desarrollo de cual-quier programa en ciencias debería comenzar con propósitos correspondientes a una educación general y contener:

• Conocimientos de la ciencia: ciertos hechos, conceptos y teorías.• Aplicaciones del conocimiento científico: uso de dicho conocimiento en situaciones

reales y simuladas.• Habilidades y métodos de la ciencia: familiarización con los procedimientos de la

ciencia y el uso de aparatos e instrumentos.• Resolución de problemas: aplicación de habilidades, actitudes y conocimientos en

investigaciones reales.• Interacciones de la ciencia y la tecnología con la sociedad: resolución de problemas

considerando las perspectivas científica, estética, económica y social, así como aspectos utilitarios de las posibles soluciones.

• Cuestiones socioeconómico-políticas y ético-morales en la ciencia y la tecnología.• Historia y desarrollo de la ciencia y la tecnología.

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5.1. Con base en las fortalezas y debilidades de su práctica docente en relación con el logro del propósito general de la línea curricular para educación básica, respon-dan las preguntas siguientes:

• ¿Qué aspectos de la formación científica básica se recuperan de la propuesta de 1993? ¿Cuáles es necesario reorientar?

• ¿Qué retos implica lo anterior para su práctica docente (planeación, evaluación, formación, entre otros)?

5.2. Contrasten el siguiente texto correspondiente al enfoque de Física con los pro-pósitos del segundo curso, incluido en el documento Ciencias. Programas de Estudio 2006. (pp. 65-66).

Enfoque

Los programas de Física comparten parcialmente su campo de estudio con los de Química y Biología. Aunque la enseñanza se desarrolla por disciplina, el profesor debe destacar temas que relacionan dos o más disciplinas y los rasgos comunes del método y del razonamiento en las ciencias naturales. De esta manera el estudiante, al mismo tiempo que logra una formación sistemática en cada asignatura, adquirirá gradualmente una visión global de las ciencias.

Los contenidos de los cursos de Física no deben presentarse poniendo énfa-sis en lo teórico y lo abstracto, pues ello provoca el rechazo de los estudiantes e in-fluye negativamente en su aprovechamiento. Al contrario, y sobre todo al iniciar el estudio de un tema, se debe fomentar la observación de fenómenos cotidianos, la reflexión sobre ellos y la realización de actividades experimentales, dentro y fuera del laboratorio. A partir de estas acciones, se deben introducir los conceptos y la for-malización básicos en la formación disciplinaria. Esta forma de trabajo permitirá un aprendizaje duradero y el desarrollo de la creatividad y de las habilidades que son indispensables para el estudio y la comprensión de las ciencias.

El enfoque descrito exige del maestro y del grupo un esfuerzo especial para diseñar y realizar experimentos con un propósito educativo claro, de modo que el estudiante comprenda el problema con el que se relaciona el experimento, la lógica de éste y las conclusiones que arroja. El trabajo experimental no debe limitarse al la-boratorio escolar, también debe llevarse a cabo fuera de él, utilizando los utensilios disponibles en cualquier localidad.

Los contenidos básicos de la asignatura están diseñados para estimular la cu-riosidad y la capacidad de análisis de los estudiantes en relación con el funciona-miento de aparatos que forman parte de la vida diaria y que rara vez son motivo de reflexión. Esto se aplica tanto a las máquinas simples y a sus combinaciones, como a otras máquinas más complejas, por ejemplo, los motores eléctricos. De esta mane-ra, el estudio de la física coadyuva a eliminar prejuicios y actitudes negativas hacia la tecnología y la ciencia, favoreciendo el acercamiento paulatino de los estudiantes a la comprensión de aplicaciones más complejas de la física que se desarrollan en el mundo moderno.

Física. Enfoque (SEP, 1993)

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5.3. (30 minutos) Con base en el trabajo desarrollado, elaboren las conclusiones co-rrespondientes.

6. Lean el apartado “Perfil de egreso de la educación básica”, incluido en el docu-mento Educación Básica. Secundaria. Plan de Estudios 2006 (pp. 9-12) e identifiquen la relación de los rasgos planteados en éste con los aspectos formativos de los progra-mas de Ciencias que se incluyen a continuación:

• En Ciencias se estudian aspectos relacionados con el fortalecimiento de la per-cepción, descripción y explicación que los alumnos tienen de los fenómenos que ocurren en su entorno. Los contenidos referentes al estudio del cambio y las interacciones entre la materia y la energía favorecen el análisis de situacio-nes cotidianas en las que los estudiantes valoran y ponen en práctica sus habi-lidades, actitudes y valores. El desarrollo de proyectos de integración brinda a los alumnos la oportunidad de enfrentar situaciones problemáticas que debe-rán resolver, proponer alternativas y valorar tanto riesgos como beneficios de diversas medidas.

• En Ciencias los estudiantes ponen en juego habilidades para buscar información mediante entrevistas, encuestas, consultas bibliográficas o el uso de tecnologías de la información y la comunicación (tic). Además, seleccionan, organizan la información y aprovechan diversos recursos para compartir sus hallazgos con el grupo. Frecuentemente usan modelos gráficos, físicos y mentales, para repre-sentar y explicar los fenómenos o procesos estudiados.

• Con el tratamiento de algunos contenidos desde la perspectiva intercultural se pretende que los estudiantes valoren las aportaciones que las distintas culturas han realizado en relación con las explicaciones de fenómenos, así como los ins-trumentos empleados para dar cuenta del cambio y medir magnitudes físicas, como tiempo, masa y longitud.

• Los alumnos fortalecen la idea de que la ciencia y la tecnología son procesos en los que se promueven y aplican actitudes y valores. A su vez, estudian cómo es-tos procesos repercuten en aspectos sociales, culturales y políticos relacionados con la participación democrática. Las dimensiones transversales de salud y am-biente favorecen el análisis de situaciones relacionadas con el aprovechamiento de los recursos y el uso de la tecnología en el mejoramiento de la calidad de vi-da del ser humano.

• Observar, interpretar y explicar los fenómenos y procesos científicos y tecno-lógicos involucra la manifestación de emociones y sensaciones. Los alumnos aprovechan sus conocimientos para comunicar sus ideas por medio de escritos, imágenes o modelos que integran tanto conceptos científicos como formas de expresión artística que pueden tener una trascendencia de valor y afectiva en los demás. Los alumnos pueden reconocer también que ese tipo de expresiones es utilizado comúnmente por algunas personas que se dedican a la ciencia de manera profesional.

• En ciencias se promueve de manera constante el uso del lenguaje. Los estudian-tes fortalecen sus habilidades para comunicarse en los niveles individual y co-lectivo al leer, escribir, interpretar, representar y comunicar ideas acerca de los

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fenómenos naturales. Los espacios de integración del curso ofrecen la oportu-nidad de poner en juego esas habilidades y procedimientos con el desarrollo de proyectos.

• El estudio de la física desde los fenómenos que son perceptibles con la vista y el oído, como el movimiento y las interacciones, y hasta el mundo microscópico, permite que el alumno cuente con un esquema interpretativo de los procesos que se observan de los fenómenos naturales, elabore esquemas descriptivos, así como establezca relaciones básicas que permitan reconocer y explicar en térmi-nos causales los procesos físicos. Se parte de los aspectos cualitativos y cuanti-tativos de la ciencia, para profundizar en el análisis de aspectos macroscópicos y microscópicos que permitan interpretar los cambios y las interacciones de al-gunos de los fenómenos que ocurren en su entorno.

• El estudio de las ciencias contribuye a la interpretación del mundo natural, so-cial y tecnológico desde diferentes ámbitos. Los alumnos revisan fenómenos naturales, como el de los temblores, o las contribuciones de la física al mejo-ramiento y preservación de la salud. Por otra parte, analizan los aspectos ma-croscópicos y microscópicos que permiten interpretar los cambios y las interac-ciones de la materia y la energía, así como las repercusiones de la ciencia y la tecnología en el ambiente. De esta manera se promueve que los alumnos desa-rrollen habilidades y actitudes necesarias para tomar decisiones en beneficio de su vida personal y social.

• Los alumnos debaten temas relativos a la ciencia y la tecnología, a la vez que comparten y discuten información mediante el diálogo respetuoso y funda-mentado. Cuestionan afirmaciones, ponen a prueba sus ideas y proponen ex-plicaciones a las situaciones problemáticas que enfrentan. Los estudiantes desa-rrollan proyectos y proponen alternativas para responder preguntas o resolver problemas.

• Los cursos de Ciencias en la escuela deben contribuir a desarrollar una actitud in-teractiva del adolescente con la naturaleza, fomentar la curiosidad científica que le ayude a cuestionar el mundo, a aplicar conocimientos y modelos científicos y a adoptar una postura crítica para interpretar los fenómenos de su entorno.

6.1. (1 hora) Elaboren un cuadro para presentar la relación de aquellos aspectos del programa que favorecen el logro de los rasgos del perfil de egreso y el desarrollo de competencias en la escuela secundaria (véase el cuadro 2).

Cuadro 2

Aspectos formativos del programa de Ciencias

Rasgos del perfil de egreso

Competencias para la vida

1) En ciencias se estudian aspectos relacionados con el fortalecimiento de la percepción, descripción y explicación…

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2)

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II podrá consultar algunos otros documentos re-lacionados con la importancia de favorecer la formación científica básica, así como algunos de los retos para el docente y sugerencias didácticas para enfrentarlos con éxito. Se encuentra disponible en la siguiente dirección electrónica:http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx

Para mayores referencias con respecto al significado en el aula de la forma-ción científica básica, se sugiere observar el programa de televisión número uno, ti-tulado “Formación Científica Básica”, de la serie de videos de apoyo a la introduc-ción a los programas de estudio de Ciencias II.

Productos de la sesión

• Autodiagnóstico de las fortalezas y debilidades de la práctica docente. Rasgos característicos de la escuela secundaria.

• Cuadro de relación entre aspectos del programa, rasgos del perfil de egreso y el desarrollo de competencias para la vida.

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Segunda sesión ¿Cómo se fortalece el enfoque de Ciencias

con el aprendizaje colaborativo y el trabajo por proyectos?

Si tienen que dar sentido a sus recomendaciones en las clases de ciencias, los alumnos necesitan suficientes oportunidades para

hablar y escuchar a los demás.

roSalind driver et al.


Propósitos


• Reconozca la importancia del aprendizaje colaborativo y del trabajo por proyec-tos en la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias, en la escuela secundaria.

• Reconozca el aprendizaje colaborativo como antecedente obligado en la planea-ción y desarrollo del trabajo por proyectos para promover la formación científi-ca básica en las y los estudiantes.

• Identifique criterios para evaluar los proyectos, mediante el análisis de una pro-puesta de trabajo.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SEP.• Ciencias II. Antología, México, SEP, 2007.• Rotafolios.• Hojas para rotafolios. • Plumones.• Tijeras y cinta adhesiva.

Los aspectos analizados acerca de los programas de estudios de Ciencias les han proporcionado argumentos para explicar los cambios principales respecto a los programas de 1993. Entre las modificaciones destaca el trabajo por proyectos, es-trategia que constituye espacios de flexibilidad e integración del programa y se orienta a recuperar intereses y necesidades educativas de los adolescentes.

En esta sesión se revisan características de los proyectos mediante algunas estrategias de trabajo colaborativo. Para ello el trabajo se organiza en las siguientes partes:

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I. Rasgos distintivos del aprendizaje colaborativo. II. Relación del trabajo de los proyectos con los propósitos y aprendizajes espera-

dos del programa de Ciencias II. Aplicación de la estrategia “Análisis creativo de documentos”.

III. Características del trabajo por proyectos en ciencias. Aplicación de las estrate-gias “Responsabilidad compartida” e “Información complementaria”.

IV. Evaluación del proyecto.

Actividades

1. Rasgos distintivos del aprendizaje colaborativo

1.1. (20 minutos) Formen equipos de cuatro integrantes para leer el artículo “Apren-dizaje basado en proyectos colaborativos en la educación superior”, incluido en la Antología. En el equipo, distribuyan las secciones del texto de la forma mostrada en el cuadro 1.

Cuadro 1

Integrante Sección Contenido

1Inicia: “El mundo moderno...Finaliza: ...como internacional”.

Introducción.

2Inicia: “Para trabajar los proyectos colaborativos...Finaliza: ...abordaje a ciertos temas”.

Estrategias para trabajar proyectos colaborativos.

3

Inicia: “El aprendizaje basado en proyectos...Finaliza: ...la autoestima y la autoconfianza”.

Habilidades que promueven con el aprendizaje basado en proyectos.

4

Inicia: “A continuación se enuncian algunos...Finaliza: ... de conceptos y no a la memorización de los mismos”.

Consejos para el aprendizaje basado en proyectos colaborativos.

Asignen 5 minutos para la lectura individual; consideren 15 minutos para compar-tir la información de cada integrante, recapitular los contenidos aplicables a la es-cuela secundaria y comentar la estrategia utilizada.

1.2. (15 minutos) Comenten y obtengan conclusiones respecto a:

• Habilidades y actitudes relacionadas con la ciencia que se favorecen con los pro-yectos colaborativos.

• El papel del aprendizaje colaborativo en el trabajo por proyectos.

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• Rasgos distintivos del aprendizaje colaborativo. Anoten la lista de rasgos en ho-jas de rotafolios y colóquenlas en un lugar visible, para su consulta posterior.

2. Relación entre el trabajo por proyectos, los propósitos y los aprendizajes es-perados incluidos en el programa de Ciencias.

Los proyectos representan estrategias flexibles para la integración de contenidos; sin embargo, es importante orientarlos con los propósitos y los aprendizajes espe-rados que se plantean en los programas de estudio de Ciencias, en vinculación es-trecha con los intereses y las perspectivas de los alumnos.

2.1. Revisen los propósitos que hacen referencia al trabajo por proyectos en cada uno de los bloques de los cursos de Ciencias I y II, del documento Ciencias. Progra-mas de estudio 2006. Comparen semejanzas y diferencias para identificar el acerca-miento planteado en ambos cursos, respecto a los proyectos.

2.2. (30 minutos) Revisen los aprendizajes esperados de los temas sugeridos para los proyectos en los bloques I, II, III y IV del curso de Ciencias II y comenten su función en la orientación del trabajo de proyectos y en la evaluación de los mismos.

Comentario

Recuerden que los alumnos llegarán al curso de Ciencias II con antecedentes y apren-dizajes adquiridos durante el año escolar anterior, en Ciencias I, relacionados con el trabajo colaborativo y el trabajo con proyectos

3. Características del trabajo por proyectos en Ciencias. Aplicación de las estra-tegias de responsabilidad compartida e información complementaria

Lograr la máxima integración entre la teoría y la práctica, el conocimiento y la apli-cación es un reto y al mismo tiempo un fin de la formación científica básica para conseguir que los aprendizajes de los alumnos adquieran más significado. En este desafío, el trabajo por proyectos es una estrategia con amplio potencial, cuyo ante-cedente obligado para su planeación y desarrollo es el aprendizaje colaborativo.

3.1. (30 minutos) Formen equipos de tres docentes y, mediante la estrategia “Respon-sabilidad compartida” revisen la sección “Trabajo por proyectos” en el documento Ciencias. Programas de estudio 2006, pp. 12-15.

Consideren los aspectos siguientes para la revisión:

• Los propósitos y las funciones del trabajo por proyectos.• Los tipos de proyectos: científicos, tecnológicos y ciudadanos.• Las etapas para su desarrollo.

Elaboren cinco preguntas respecto a estos temas.

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3.2. Acomódense frente a frente dos equipos; hagan lo mismo los demás. Median-te un sorteo determinen el equipo que iniciará la primera ronda de preguntas. El equipo que comience elegirá al miembro del otro equipo que desea que responda y le planteará una pregunta. El compañero seleccionado contestará y argumentará con base en la información analizada de la lectura hasta que el equipo que pregun-ta acepte que se le ha respondido de manera pertinente. Los otros integrantes del equipo deben mantenerse al margen. En caso de obtener una respuesta incorrecta, el equipo que pregunta debe justificar su decisión y resolver la cuestión. No pue-den repetir las preguntas y, en caso de que dos equipos formulen preguntas simi-lares, se eliminará una y se dará tiempo para que elaboren otra.

Sigan la misma mecánica hasta que se contesten las preguntas. Es conveniente que participen todos los miembros de los equipos.

4. (1 hora) Analicen en la Antología la lectura “La enseñanza por proyectos: ¿mito o reto?”, mediante la estrategia “Información complementaria”. Para ello distribuyan y revisen las secciones del texto como se plantea a continuación:

• “Proyectos y actividades acompañantes”.• “Falsos proyectos”.• “¿Por qué los proyectos?”.• “¿De dónde surgen las ideas para los proyectos?”.• “El papel del docente” y “La prisa como enemiga”.

Asignen en cada equipo las siguientes funciones:

Dinamizador. Verifica en el equipo que se asuman las responsabilidades individua-les y de grupo, propicia que se mantenga el interés por la actividad y cuestiona de manera permanente para propiciar el aprendizaje.

Cronometrador. Es responsable de la distribución del tiempo en el equipo, de modo que los miembros desarrollen las actividades programadas.

4.1. Elaboren tres preguntas, con sus respuestas, que sinteticen el carácter funda-mental de la sección asignada de la lectura. En su equipo compartan las preguntas y expliquen las respuestas planteadas, sin recurrir a su lectura.

4.2. Reorganicen nuevos equipos en los que se encuentre al menos un integrante de cada equipo inicial. En el equipo reconstruyan el sentido general de todo el tex-to al comentar las preguntas y respuestas elaboradas para cada sección.

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Evaluación de un proyecto

Recuerden que…

… lo importante es… no separar más evaluación y enseñanza, considerar cada si-tuación de aprendizaje como fuente de información o de hipótesis valiosas para delimitar mejor los conocimientos y los funcionamientos de los alumnos.

Philippe Perrenoud

5. Revisen y comenten las sugerencias para favorecer el trabajo por proyectos que se plantean a continuación.

Algunas sugerencias para favorecer el trabajo por proyectos

Consejos para una buena lluvia de ideas.

• Evitar críticas a las ideas hasta acabar la actividad.• Escribir las ideas con las palabras exactas del estudiante que las sugirió.• Animar la creatividad. Recordar al grupo que toda propuesta es bien recibida.• Todas las ideas pertenecen al grupo. Recoger la mayor cantidad posible de

ellas.• Recordar que muchas ideas locas pueden convertirse en una gran idea. Recoger

todas.• Animar al grupo a que use las ideas de otras personas como base para crear una

nueva.• Al final, buscar temas recurrentes. Intentar hacer grupos de ideas similares y

buscar el consenso.

5.1. (25 minutos) Mapea tu proyecto de acción

¿En qué aspecto se enfocará tu proyecto? ¿Cuál es la situación actual del problema?

1. Describe con brevedad la meta de tu proyecto y tu estrategia para alcanzarla. ¿Qué esperas ver como resultado de tu proyecto?

2. ¿Cuáles son los objetivos específicos que te ayudarán a alcanzar la meta final?3. ¿Cuáles son las fechas aproximadas de comienzo y finalización de tu proyecto?4. Enumera las tareas que necesitas realizar para alcanzar cada objetivo. Incluye

una fecha estimada de terminación de cada tarea, los nombres de las personas responsables para cada una, el material y los recursos necesarios, fondos econó-micos e ideas sobre el origen de dichos recursos y fondos.

5. Escribe los nombres de las personas y organizaciones que puedan ofrecerte in-formación, habilidades o conocimientos específicos u otra ayuda.

6. Enumera ideas para publicitar y conseguir apoyo para tu proyecto.7. Describe los criterios para medir el éxito de tu proyecto.

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Ideas para medir el éxito

Conviene dedicar tiempo para evaluar un proyecto, ayudar a los estudiantes a recono-cer lo que han conseguido y cómo su proyecto ha contribuido a su crecimiento perso-nal. Aquí se enumeran algunos métodos para medir los conocimientos del estudiante y el éxito del proyecto.

Evaluación del conocimiento del estudiante

• Lleve un registro en video o fotografías de los aspectos más destacados del pro-yecto. Cuando el proyecto haya finalizado, use los videos o las fotografías para organizar un debate entre los estudiantes.

• Diseñe un álbum de recortes en el que los alumnos puedan escribir comentarios personales y colocar recuerdos.

• Pregunte a los estudiantes si su proyecto cambió sus ideas o comportamientos. Pida que escriban cuáles fueron los cambios y las posibles razones de éstos.

• Pídales que lleven un diario o registro de sus sentimientos hacia el proyecto, su progreso y contratiempos, así como de los retos y recompensas implicados en el trabajo con otras personas.

• Pida a los estudiantes que evalúen a otros miembros del grupo (coevaluación), y a sí mismos (autoevaluación). Antes de escribir esto déles directrices sobre co-mentarios constructivos y positivos que se enfoquen en puntos específicos, co-mo las contribuciones y esfuerzos.

• Pida a miembros de la comunidad que estuvieron involucrados en el proyecto que evalúen el rendimiento de los estudiantes.

Evaluación del éxito del proyecto1

• Pida a los estudiantes que describan en qué nivel piensan que sus proyectos se ajustaron a los objetivos que definieron al principio.

• Pídales que realicen encuestas o entrevistas para evaluar el éxito de su proyecto. ¿Cuáles fueron los alcances? ¿Cuáles las limitaciones? ¿Por qué?

• Evalúe cómo los estudiantes planearon la viabilidad y el mantenimiento futuro del proyecto.

• Pida a los miembros de la comunidad y a otros que estuvieran relacionados con el proyecto que valoren el resultado final.

1 Adaptado de Ventana al mundo salvaje. Fundamentos de biodiversidad. Una guía para explorar la red de la vida, Programa de conservación de wwf, 1999.

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Autonomía

La autonomía es un punto clave que se deberá tomar en cuenta para el buen desa-rrollo del aprendizaje y la eficacia del proyecto. En el cuadro 2 se muestra el avan-ce de la transición gradual que se puede dar a la autonomía de los alumnos.

Cuadro 2

Autonomía limitada

Autonomía compartida

Autonomía máxima

El profesor determina actividades y productos.

El profesor controla el tiempo y avance del proyecto.

El profesor sugiere y orienta; el alumno valora actividades y producto.

El profesor y el alumno negocian el tiempo y avance del proyecto.

Los alumnos determinan actividades y productos.

Los alumnos controlan el tiempo y avance del proyecto.

6. (1 hora y 30 minutos) Revisen de manera crítica el proyecto que se propone en esta actividad. Recuperen los rasgos distintivos del aprendizaje colaborativo y las ca-racterísticas de los proyectos que identificaron en esta sesión y, con base en ellos, realicen lo siguiente:

• Expliquen si cumple con los rasgos distintivos del aprendizaje colaborativo.• Comenten qué tipo de proyecto se plantea.• Describan las ventajas y dificultades de revisar y ajustar los propósitos, las ac-

tividades y la evaluación del proyecto en diversos momentos. • Identifiquen los medios para comunicar los productos del proyecto.• Argumenten las adecuaciones que harían al proyecto para fortalecer el desarro-

llo de habilidades, actitudes y conocimientos de sus alumnos.• Justifiquen cómo se pueden aprovechar los propósitos y los aprendizajes espe-

rados del bloque para evaluar el proyecto (véase el cuadro 3).

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Cuadro 3

Etapa Descripción de las actividades Qué y cómo evaluar

Planeación Como parte del tratamiento del bloque I, “El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza”, la maestra Isabel orientó a sus alumnos para que propusieran, desarrollaran y evaluaran un proyecto, a partir de las actividades siguientes.

• Propuso como experiencia desencadenante una lectura del texto Los temblores, para que se comentara por equipos y redactaran los aspectos relevantes y de su interés. Los trabajos que entregaron los alumnos se revisaron en grupo y permitieron intercambiar ideas para perfilar el proyecto elegido: ¿Cómo se propagan y previenen los terremotos?

• realizó el seguimiento de las actividades de los estudiantes para recabar información, con el fin de reconocer sus modos de aprender y el avance de sus conocimientos, así como de guiarlos en la reflexión de los procedimientos empleados.

La profesora aprovechó y fortaleció las habilidades y actitudes que se trabajaron en el curso de Ciencias I, entre ellas, el planteamiento de preguntas, la observación de fenómenos, el manejo y sistematización de la información, así como la responsabilidad y el respeto. Asimismo, delimitó la contribución del proyecto al fortalecimiento de las competencias propuestas para la educación básica.

Los aspectos que consideró la profesora fueron:

• Participación de los alumnos en la delimitación del proyecto e identificación de los propósitos, con apoyo docente.

• Aplicación de procedimientos que los alumnos utilizaron para el manejo de información: búsqueda, identificación de criterios de selección de fuentes e información relevante, comparación y análisis crítico de datos.

• Identificación de obstáculos para el desarrollo del proyecto y valoración de alternativas de solución viables.

• relación de los propósitos del proyecto con los propósitos y los aprendizajes esperados del bloque I.

• Heteroevaluación y autoevaluación reflexivas de las actividades desarrolladas hasta el momento.

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Desarrollo Los alumnos, organizados en equipos:

• Investigaron información en diversas fuentes (libros de texto, enciclopedias, notas de periódicos, revistas e internet) y entrevistaron a un especialista para responder a la pregunta: ¿cómo se propagan y previenen los terremotos?

• Con base en la información, diseñaron y elaboraron modelos para explicar las ondas y su relación con los movimientos telúricos.

• Con la ayuda del maestro, elaboraron un plan de prevención en caso de sismos, que incluyó la identificación de zonas de seguridad y rutas de evacuación, así como la formación de brigadas (véase anexo 3).

• Elaboraron registros de las actividades realizadas para llevar un seguimiento de los procedimientos aplicados y las actitudes asumidas en el desarrollo del proyecto.

La profesora orientó las actividades de los alumnos hacia la integración de los tres tipos de contenidos:

• Conceptuales (ondas y movimientos) (véase anexo 3).

• Procedimentales (selección de información, elaboración del guión para la entrevista, uso de modelos para representar y explicar los movimientos telúricos) (véase anexo 3).

• Actitudinales (cultura de la prevención de efectos de los desastres naturales) (véase anexo 3).

Los aspectos que consideró la profesora para favorecer el aprendizaje significativo, orientar la adecuación de las actividades de manera oportuna y motivar a los alumnos, fueron:

• Seguimiento de dudas, inquietudes y asuntos de interés de los adolescentes, relacionados con el proyecto planteado.

• Identificación de las capacidades de abstracción y expresión de los alumnos, así como del tipo de participación en el desarrollo del proyecto: estudiantes creativos, colaboradores, líderes y los que se limitan a seguir indicaciones.

• Aplicación de habilidades y actitudes en el trabajo de equipo.

• Uso de habilidades y actitudes relacionadas con la investigación científica: observación, comparación, búsqueda de información, valoración de evidencia, análisis crítico de datos, veracidad de la información, criterios de selección de fuentes e información relevante.

• reflexión acerca de otras actividades para identificar las que ofrecen mayores posibilidades de aprendizaje.

• Ajuste de las actividades con el fin de mantener y potenciar, en todos los alumnos, el interés personal por desarrollar el proyecto.

• Participación respetuosa y comprometida en las tareas realizadas.

• Heteroevaluación, coevaluación y autoevalaución reflexivas acerca de las actividades.

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Comunicación La maestra realizó las siguientes acciones:

• Sugirió a los alumnos la posibilidad de presentar la información en periódicos murales, trípticos, carteles, grabación de videos y audios, entre otros. Propuso la organización de foros o una feria de ciencias para compartir sus resultados con la comunidad escolar (véase anexo 3).

• diversificó los modos de participación y las tareas de sus alumnos para que todos tuvieran la oportunidad de fortalecer o desarrollar sus capacidades cognitivas, procedimentales y actitudinales.

• Promovió la comunicación del proyecto, en varios niveles: a) En el grupo.b) En la comunidad escolar, mediante

un periódico mural especial acerca del tema, en el que se incluyeron trípticos y trabajos libres de los alumnos, con la respectiva explicación de los materiales presentados.

c) La participación en la feria de ciencias, mediante la difusión de la información obtenida respecto a la prevención, apoyada con la distribución de los trípticos a la población que asistió al evento (véase anexo 3).

• Continuó con el registro de elementos para valorar el nivel de logro en la integración de conocimientos, habilidades y actitudes, así como la vinculación con otras asignaturas.

Además, los alumnos registraron la repercusión de su proyecto a través del interés mostrado por la gente, la cantidad de personas atendidas, la actitud y el apoyo mostrados por los compañeros, así como la forma de resolver las dificultades enfrentadas.

Aspectos que consideró la profesora para identificar la aplicación de conocimientos, así como las formas de organización y presentación de la información del proyecto:

• Comparación de los conocimientos actuales con las ideas, experiencias previas e inquietudes acerca de los movimientos telúricos y acciones de prevención que manifestaron los estudiantes al inicio del proyecto.

• Interpretación de modelos con información acerca de los movimientos telúricos y cómo prevenir sus consecuencias.

• Manifestación de creatividad e imaginación en la elaboración de modelos, así como en la presentación del proyecto.

• vinculación de contenidos con otras asignaturas.

• Identificación de dudas e inquietudes de los adolescentes.

• reflexión crítica acerca de la participación, organización y pertinencia de las actividades en el desarrollo del proyecto, con base en los propósitos planteados.

• registro de los resultados de la difusión de acciones de prevención, con base en criterios previamente establecidos por todos.

• Heteroevaluación, coevaluación y autoevalaución reflexivas acerca de las actividades desarrolladas hasta el momento.

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Evaluación después de presentar sus trabajos, la maestra y los alumnos reunieron los registros con los que dieron seguimiento al desarrollo de los proyectos. Intercambiaron puntos de vista y reflexionaron en torno a las actividades realizadas.

durante este proceso la maestra favoreció la identificación de logros, retos, dificultades y oportunidades para avanzar en el desarrollo de nuevos aprendizajes. Asimismo, los alumnos reflexionaron sobre la importancia de valorar el trabajo personal y el de los otros en situaciones de su vida cotidiana.

Heteroevaluación, coevaluación y autoevaluación reflexivas acerca de:• Identificación del grado de

autonomía de los alumnos al tomar decisiones respecto a la elección y desarrollo del proyecto.

• Actuación con responsabilidad y cuidado.

• reconocimiento de retos y dificultades en el desarrollo del proyecto e identificación de propuestas para superarlos.

• Fortalecimiento de las competencias de los alumnos que se promueven en la educación básica.

• valoración de la participación individual, en equipo y en el grupo durante el desarrollo del proyecto.

8. (30 minutos) Argumenten cuáles son las potencialidades del trabajo por proyectos que fortalecen la metodología de enseñanza y aprendizaje en la línea curricular de ciencias y cuáles son los obstáculos que se pueden enfrentar durante su planeación y aplicación.

Justifiquen cómo el aprendizaje colaborativo y el trabajo por proyectos contribu-yen en el desarrollo de las competencias para la vida de los adolescentes.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, que se encuentra disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx podrá consultar algunas sugerencias didácticas para el desarrollo del proyecto obligatorio del bloque V, así como otras referencias para favorecer la enseñanza de la ciencia por medio de pro-yectos estudiantiles. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

También respecto de este tema se sugiere observar el programa de televisión número tres, titulado “Enseñanza de las ciencias a través de proyectos estudianti-les”, de la serie de videos de apoyo a la introducción a los programas de estudio de Ciencias II.


• Rasgos distintivos o principios del aprendizaje colaborativo.• Evaluación de un proyecto.

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Tercera sesión¿Qué caracteriza al curso de Ciencias de segundo grado?

La física es en realidad una aventura del pensamiento. [Con su estudio se pueden conocer…] las tentativas de la mente humana para

encontrar una conexión entre el mundo de las ideas y el mundo de los fenómenos.

albert einStein y leoPold infeld

Desde una perspectiva general […] uno de los principales problemas del aprendizaje y comprensión […] de la física va a estar muy

relacionado con […] la gran familiaridad que el alumno tiene con los contenidos implicados, lo que le hace tener numerosas ideas previas

y opiniones que resultan por lo general útiles para comprender el comportamiento de la naturaleza, por lo que compiten, la mayoría de

las veces con ventaja, con aquello que se le enseña en la escuela.

JoSé ignacio Pozo M. y Miguel Ángel góMez c.


Propósitos


• Conozca las características de la estructura general del curso de Ciencias II, me-diante el acercamiento a los criterios de organización y secuenciación de conte-nidos.

• Valore la importancia de la promoción de la motivación hacia el estudio de la ciencia, del desarrollo de habilidades del pensamiento y de los elementos para la representación de los fenómenos, como aspectos fundamentales del progra-ma de estudio de Ciencias II.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP.

• Ciencias II. Antología, México, SEP, 2007.• Cuaderno de notas.• Mapa de organización de contenidos.• Hojas para rotafolios.• Plumones.

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Una característica de los cursos de Ciencias es la incorporación del trabajo por proyectos; para su desarrollo es necesario tomar en consideración los princi-pios del aprendizaje colaborativo.

El segundo curso de Ciencias pone énfasis en el estudio de los ámbitos del cambio y las interacciones, con la intención de favorecer el desarrollo de las habi-lidades del pensamiento científico básico de los alumnos, así como los elementos para la representación de los fenómenos físicos. Se apoya en los logros alcanza-dos en el primer curso en relación con la motivación para el estudio de la ciencia y el uso de la información que proviene de la visión y del método de la comparación con el fin de generar conclusiones lógicas sobre el mundo vivo. Considera, ade-más del contenido conceptual (saber), el fortalecimiento del conocimiento proce-dimental (saber hacer) y de las actitudes y valores (saber ser), encaminados a de-sarrollar en los alumnos una formación científica básica.

Actividades

1. (15 minutos) Lean el epígrafe inicial de esta sesión y reflexionen sobre las pregun-tas siguientes. Anoten sus respuestas en su cuaderno:

• ¿Por qué a los alumnos de secundaria se les dificulta aprender física? • ¿Cuáles son los aspectos de su práctica docente en los que ha corroborado que

los alumnos han aprendido lo que se les enseña?

1.1. (30 minutos) Consulten la lectura “¿Por qué es difícil aprender Física?” incluida en la Antología y utilicen la información para organizar las respuestas del grupo a las preguntas anteriores.

Dividan el grupo en equipos, uno por temática, y coméntenlas. Para ello, coloquen al frente del grupo 3 hojas de rotafolios con los siguientes títulos:

• Aspectos relacionados con la lógica de pensamiento de los alumnos.• Aspectos relacionados con los objetos a partir de los cuales los alumnos cons-

truyen sus explicaciones.• Aspectos relacionados con los conceptos que comprenden y utilizan los alumnos.

2. (30 minutos) Lean en el documento Ciencias. Programas de estudio 2006, los “Propó-sitos de la formación científica en la secundaria” (pp. 21-22) y los específicos para Ciencias ii (pp. 65-66). Aprovechen las reflexiones derivadas del análisis del texto de Gil y Macedo a propósito de la formación científica básica revisado en la sesión 1 de esta Guía de trabajo. Organicen después un debate considerando los puntos de discusión siguientes:

• ¿Hay congruencia entre los propósitos de ambos? ¿Por qué?

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• ¿Cómo puede el cumplimiento de estos propósitos favorecer el desarrollo inte-gral de los estudiantes de secundaria?

2.1. (15 minutos) Elaboren un texto con los aspectos principales y conclusiones del debate.

Recuerden que…

Los contenidos conceptuales conforman el entramado científico que trata de explicar la realidad natural. En ellos se incluyen hechos, datos, conceptos, leyes, teorías… El aprendizaje de los diversos contenidos conceptuales varía mucho entre las categorías citadas, ya que, mientras que los hechos y datos se aprenden fundamentalmente por repetición, los conceptos, las leyes y las teorías requieren la comprensión de significa-dos y su anclaje con los conocimientos previos de los alumnos.

Los contenidos procedimentales son los que conforman el saber hacer. Entran en esta categoría de contenidos la búsqueda de información, la aplicación de estrate-gias al abordar un problema, el manejo de aparatos, el diseño de experiencias buscan-do un objetivo y la aplicación de algoritmos.

Los valores, actitudes y normas son el tercer tipo de contenidos con los cua-les los alumnos pueden aprender a saber valorar. Son ejemplos de dichos contenidos la solidaridad, la tolerancia, la autonomía personal y colectiva o la responsabilidad. Estos valores pueden concretarse en actitudes como mostrar curiosidad ante nuevas ideas, sensibilidad por la salud personal y colectiva, y por la defensa del medio; acep-tarse a sí mismo y a los demás valorando sus virtudes y reconociendo sus limitacio-nes; realizar el trabajo diario de forma sistemática, etcétera.

Citado en Nieda y Cañas, 2004

3. (1 hora) Lean el apartado de descripción general de la lectura “Criterios de selec-ción y organización de los contenidos del curso de Ciencias II (énfasis en Física)” incluida en la Antología. Organicen después cinco equipos, cada uno de los cuales seleccionará y analizará un bloque distinto con miras a elaborar un cuadro sobre las principales características de cada bloque (véase el cuadro 1). Para ello apóyen-se también en la descripción general de los contenidos, pp. 67-70 del programa de Ciencias II.

Cuadro 1

Programa de Ciencias II (énfasis en Física)

Aspecto Bloque I Bloque II Bloque III Bloque IV Bloque V

nombre de cada bloque.

Propósitos de estudio.

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Cómo se propone el desarrollo de las representaciones de los alumnos sobre los fenómenos físicos.

niveles de comprensión y profundidad de los contenidos conceptuales.

Habilidades.

Contenidos conceptuales.

Contenidos actitudinales y valorales.

Cada equipo completará una columna del cuadro que corresponda al bloque que revisó y elegirá un representante para presentar su cartel al grupo.

4. (45 minutos) Como actividad de integración de esta primera revisión de la estruc-tura y propósitos del curso de Ciencias II, reflexionen en grupo acerca de las for-mas que el programa de estudio propone para resolver las dificultades de aprendi-zaje de la física en secundaria, exploradas en la actividad 1 de esta sesión, así como las problemáticas detectadas en relación con la enseñanza y el aprendizaje de las ciencias en dicho nivel educativo, incluidas en el Anexo 2 y analizadas en la sesión 1. Consideren para su análisis los aspectos siguientes:

• El desarrollo de habilidades del pensamiento y de los elementos para la repre-sentación de los fenómenos.

• Gradualidad y niveles de profundidad en el tratamiento de contenidos y en el desarrollo de las habilidades.

• Contenidos (temas y subtemas) que lo integran.• Los propósitos de estudio del curso.• Similitudes y diferencias con los otros bloques.• La importancia de los aprendizajes esperados en la delimitación de la profundi-

dad de los contenidos y como referentes para la evaluación.• El sentido integrador de los proyectos de cierre parcial de los bloques I a IV y del

bloque v y la importancia de promover la autonomía de los alumnos en el desa-rrollo de los proyectos a lo largo del curso.

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Comentario

¿Por qué se eliminó la asignatura de Introducción a la Física y a la Química?

La propuesta de eliminar IFy Q obedece a tres razones:

1. Con la renovación de los libros de texto gratuitos de ciencias naturales de educación primaria, de 1996 a 1999, las dos primeras unidades del programa quedaron cubiertas. En especial en las lecciones del bloque IV (pp. 25 a 32) del libro de sexto grado se revisan –con igual grado de profundidad que el que se pide para la primera unidad– las actividades de observación y formulación de preguntas para fenómenos físicos y químicos, así como para el funcionamiento de artefactos y máquinas simples; además, dichos temas se estudian desde el tercer grado de educación primaria. En particular, en la lección 31 se desarrollan las habilidades científicas básicas, con lo que se cubre la unidad 2, “Algunas particularidades de la investigación científica”.

2. Se considera que la unidad 3, “Condiciones para el trabajo en el aula-laboratorio”, es mejor plantearla en el contexto del trabajo experimental de cada curso de Ciencias. Ello es así sobre todo dadas las diferencias en las condiciones de infraestructura de cada escuela, y que es más conveniente revisar el tema mediante la realización de experimentos y no en abstracto.

3. Las unidades 4 y 5, sobre la naturaleza de la materia y la energía, corresponden a dos de los temas fundamentales de las asignaturas de Ciencias II y Ciencias III, por lo que suelen repetirse en el tratamiento de los mismos en segundo y tercer grados.

5. (30 minutos) Analicen en el anexo 4 el cuadro sobre la estructura de una secuencia didáctica para un tema del bloque II. Reflexionen sobre las características desea-bles de la planeación didáctica. Comenten los diferentes niveles de comprensión y de profundidad con que se plantean dichos contenidos, es decir, orientados hacia:

• El tratamiento lúdico y fenomenológico de un contenido (momentos de trabajo cualitativo).

• La introducción de contenidos conceptuales (momentos de trabajo cuantitativo).• La explicación de fenómenos físicos (momentos de trabajo explicativo).• La transferencia de los conocimientos a otros contextos: aplicación e integración

(momentos de trabajo aplicativo o de integración de conocimientos).

Recuerden que…

Las características deseables de la planeación didáctica son:

• Flexibilidad. El plan de actividades no debe convertirse en imposición inflexible, sino en guía de acción que requiere un desarrollo abierto.

• Contextualización. Diagnóstico inicial para retomar ideas y experiencias.• Intencionalidad. Partir de la definición de un propósito.

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• Variedad y gradualidad. Incluir actividades de distinto nivel de dificultad para hacer efectiva la atención a la diversidad y el trato diferenciado, sin olvidar la dimensión social del aprendizaje.

Asimismo, los aspectos que se requiere considerar en toda planeación son:

• Tiempo, propósitos, recursos y materiales, actividades, evaluación (cuándo, có-mo, qué y con qué).

6. (1 hora y 15 minutos) Distribúyanse los bloques I a IV del programa de Ciencias II (pp. 73-114). Cada equipo realizará la revisión general de cada bloque (propósitos, temas, subtemas y aprendizajes esperados) con el fin de reconocer en la secuencia de los temas y subtemas, los diferentes niveles de desarrollo de los contenidos. Pa-ra ello se apoyarán en la revisión del Anexo 4 realizada antes y en el Anexo 5, el cual contiene la propuesta de distribución de tiempo anual para cada bloque del programa. Asimismo, pueden apoyarse en la lectura “Planeación de la enseñanza” de la Antología.

6.1. Seleccionen un representante por bloque para presentar al resto del grupo el análisis de cada bloque.

Comentario

Sobre la planeación por secuencias didácticas

En el cuadro incluido en el Anexo 4 se presupone una planeación didáctica que toma, como unidad de organización, a los subtemas y los aprendizajes esperados en cada uno de ellos. Es importante clarificar la importancia de este hecho y evitar la planea-ción de las actividades de clase por aspectos del subtema o por aprendizaje esperado.

Lo anterior tiene como fundamento la imposibilidad de desarrollar habilida-des del pensamiento o elementos para la representación que estén desvinculados de los fenómenos y conceptos físicos. Se reconoce también la importancia de involucrar diferentes tipos de contenidos con la finalidad de atender los diferentes perfiles de aprendizaje de los alumnos y, por tanto, de diversificar sus posibilidades de acceder al mismo y lograr los aprendizajes esperados mediante actividades múltiples y de mo-mentos de profundización en un contenido determinado. También lleva a la necesidad de planear a través de secuencias didácticas que se desarrollan en varias sesiones de trabajo e involucran trabajar con varios aprendizajes esperados.

Se recomienda limitar la extensión de la secuencia didáctica a no más de dos se-manas de duración, pues los alumnos encuentran dificultades para mantener por más tiempo el propósito central de la misma.

El cuadro de la estructura de la secuencia didáctica debe terminar de concre-tarse con la descripción completa de cada actividad y con indicaciones específicas del

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3

trabajo que realizarán los alumnos en cada una de ellas. A cada maestro y maestra co-rresponderá realizar esta fase final tomando en consideración las características, inte-reses, conocimientos y perfiles de sus alumnos, así como el contexto escolar.

De igual manera, es muy importante incluir una sección de reflexiones sobre la implantación de la secuencia con los alumnos, aspecto que ayudará a evitar que las pla-neaciones didácticas se conviertan en “documentos muertos” al registrarse sólo aquellas actividades que resulten más fructíferas para los alumnos de cada ciclo escolar.


• Argumentación personal sobre las causas de la dificultad de aprender física en la escuela secundaria.

• Cuadro sobre las principales características de cada bloque.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx, podrá consultar algunos otros documentos en relación con las características del curso de Ciencias II. Para mayores referencias res-pecto a este tema se sugiere observar el programa de televisión número dos, titulado “Estructura del programa de Ciencias II y el papel del maestro”, de la serie de videos de apoyo a la introducción a los programas de estudio de Ciencias II.

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Cuarta sesiónBloque I. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza.

¿Cómo enseñar el tema del movimiento en la escuela secundaria?

Desde la primera infancia nos acostumbramos al mundo que nos rodea, percibido a través de nuestros cinco sentidos: es en esta etapa del

desarrollo mental cuando se constituyen los conceptos fundamentales de espacio, tiempo y movimiento. La mente no tarda en enfrentarse a estas

nociones, hasta tal punto que más tarde llegamos a creer que nuestra imagen del mundo externo, basada en ellas, es la única posible, imaginar

la menor transformación nos resulta demasiado paradójico. [...]

george gaMov


Propósitos


• Reconozca la estructura general, propósitos, contenidos y aprendizajes esperados del bloque I.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque I a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema de la aceleración.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP.

• Ciencias II. Antología, México, SEP, 2007.• Rotafolios.• Hojas de rotafolios.• Plumones.• Hojas blancas (tamaño carta).

En la sesión anterior reconocieron la estructura general y los propósitos del curso de Ciencias II, así como las características generales de los bloques que lo integran.

En esta sesión realizarán un primer acercamiento a las características, conte-nidos y aprendizajes esperados del bloque I. Asimismo, reconocerán la aplicación del enfoque de enseñanza y el tratamiento de las herramientas para la representa-ción de fenómenos físicos en un ejemplo de secuencia didáctica correspondiente al subtema 2.2. ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia? La aceleración.

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Actividades

1. (30 minutos) Realicen una lectura comentada de los propósitos del bloque I. Selec-cionen y distribuyan un subtema que esté presente en el bloque para realizar la re-visión. Consideren para la revisión:

• La relación entre los contenidos temáticos y los aprendizajes esperados para el logro de los propósitos del bloque I.

• La importancia de los aprendizajes esperados en la delimitación de la profundi-dad de los contenidos y como referentes para la evaluación.

• Los conceptos, las habilidades y las actitudes que se expresan en los aprendiza-jes esperados.

1.1. Para sistematizar la información elaboren en hojas de rotafolios un cuadro co-mo el siguiente:

Propósitos Contenidos temáticos Aprendizajes esperados

1.2. (30 minutos) Cada equipo elegirá dos representantes para integrar el cuadro de acuerdo con el subtema que corresponda y explicar ante los demás la descripción general del nivel de comprensión y profundidad en el que se propone desarrollar los contenidos. Coloquen los cuadros a la vista de todos para tener un panorama general de la estructura del bloque I.

Recuerden que…

El programa de estudios inicia con la percepción del movimiento en la naturaleza por-que, además de favorecer una interacción directa del alumno con la fenomenología del mundo que le rodea, permite una descripción lógica de los movimientos que el estu-diante observa o conoce, utilizando relaciones entre variables que pueden ser medi-das, tales como el tiempo y la distancia.

En el estudio del movimiento los alumnos desarrollarán habilidades del pen-samiento que son básicas para la comprensión de muchos de los conceptos físicos in-cluidos en el programa de estudios y que se requerirán para el logro de aprendizajes esperados de temas posteriores. Por ejemplo, el significado del marco de referencia y su importancia, la interpretación de gráficas y las relaciones geométricas y algebraicas básicas entre las variables o para resolver problemas específicos, son habilidades bási-cas que, al ponerse en juego, favorecen el desarrollo de los esquemas descriptivos de los fenómenos naturales y para el acercamiento al lenguaje conceptual y matemático, ambos elementos iniciales para la representación de los fenómenos.

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2. (30 minutos) Recuperen los cuadros anteriores con el fin de identificar el desarro-llo de las habilidades de los alumnos para la descripción de los fenómenos referi-dos en el bloque I. Comenten las implicaciones didácticas de la organización y la secuencia de los contenidos planteados en el bloque. Elijan un representante por equipo y pídanle que socialice su trabajo, señalando lo siguiente:

• Aspectos del enfoque que estarían directamente vinculados con su tratamiento del subtema.

• Estrategias didácticas en función del nivel de comprensión y profundidad del subtema (cualitativo, cuantitativo, argumentativo, aplicativo, integrativo).

• Estrategias de evaluación y aprovechamiento de los aprendizajes esperados.

Recuerde que....

Los alumnos que están por cursar Ciencias II cuentan ya con antecedentes en la forma-ción de actitudes, habilidades y conocimientos que reflejan en formas específicas de trabajo colaborativo, así como un primer avance en el logro de las competencias seña-ladas en el perfil de egreso. El papel del docente es orientar a los alumnos para encon-trar nuevas oportunidades de continuar con su formación científica básica.

3. (1 hora) Conserven el equipo de trabajo y lean el texto “Guía de apoyo para la in-terpretación del bloque I” incluida en la Antología, de acuerdo con la distribución mostrada en el cuadro 1.

Cuadro 1

Subtema revisadoApartados del texto “Guía de apoyo para la

interpretación del bloque I”

1.1. ¿Cómo sabemos que algo se mueve? 1. La fenomenología como primer acercamiento.

1.2. ¿Cómo describimos el movimiento de los objetos? 2. La construcción de representaciones

abstractas.1.3. Un tipo particular de movimiento: el movimiento ondulatorio.

2.1. ¿Cómo es el movimiento de los cuerpos que caen? 3. El uso de las representaciones abstractas

en la comprensión de los procesos fenomenológicos.2.2 ¿Cómo es el movimiento cuando la

velocidad cambia? La aceleración.

3.1. Completen la descripción de cada subtema con la información de la lectura “Guía de apoyo para la interpretación del bloque I” y del cuadro de las principales características del bloque, elaborado en la actividad 3 de la sesión 3 de esta Guía de trabajo. Identifiquen la orientación de los contenidos del bloque, con base en:

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a) Los criterios de selección y organización de los contenidos del programa de es-tudios de Ciencias I:

• Las ideas previas de los alumnos.• La historia de la ciencia y de la física.• La naturaleza de la ciencia y del conocimiento científico.• La integración de las ciencias.• Las interacciones entre la ciencia y la tecnología y la sociedad.

b) La construcción de herramientas gráficas para la descripción del movimiento.

4. (30 minutos) Finalicen este primer acercamiento al bloque I con una reflexión acer-ca de las que a su juicio son las principales diferencias entre el programa actual y los de Física I y II de 1993. Para realizar la actividad consulten el apartado “Cuadro comparativo de contenidos respecto al programa de 1993”, en Ciencias. Programas de estudio 2006 (p. 71).

Es de especial interés que consideren el tipo de prácticas pedagógicas que ha-bía que evitar con el presente programa, por ejemplo, dictar en clase, incluir conte-nidos que no están planteados en los programas vigentes, desarrollos exhaustivos de algún contenido respecto a la disciplina, la realización de experimentos, entre otros.

5. (1 hora y 30 minutos) Lean el anexo 6, “Secuencia didáctica correspondiente al sub-tema 2.2 ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia? La aceleración”. Realicen lo siguiente:

a) Identifiquen los apartados de la estructura de la secuencia: el referente progra-mático, los antecedentes e ideas previas y las actividades sugeridas.

b) Respondan las preguntas siguientes a partir del desarrollo de las actividades mencionadas a continuación:

Actividad 3. ¡Cuidado abajo!Actividad 4. ¡Aunque usted no lo crea!Actividad 5. ¡Las cosas son así!

• ¿Cómo se relacionan estas actividades con los propósitos y contenidos del bloque I?

• ¿Qué conocimientos, habilidades y actitudes se desarrollan con las activi-dades?

• ¿Qué oportunidades se presentan para que los alumnos trabajen de mane-ra colaborativa?

• ¿Cuál es el papel del docente en las actividades prácticas? ¿Cuál es el papel de los estudiantes?

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• ¿Qué actividades favorecen el desarrollo de las representaciones de los fenómenos por medio del uso de conceptos, modelos y lenguajes abstrac-tos en los alumnos?

• ¿Las estrategias didácticas que se presentan en el desarrollo de la secuencia permiten el logro de los aprendizajes esperados? ¿De qué manera?

5.1. (30 minutos) Al finalizar, un miembro del equipo expondrá las respuestas a las preguntas planteadas. Los equipos escucharán los argumentos de sus contrapartes y obtendrán conclusiones.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx, podrá consultar la secuencia didáctica revisada en esta sesión, así como otra para el subtema 2.1 de este bloque, ambas incluidas en la sección “Orientaciones didácticas”. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

Para mayores referencias respecto a la importancia de considerar las ideas pre-vias de los alumnos en los procesos de enseñanza, así como algunas estrategias didác-ticas para ello, se sugiere observar el programa de televisión número cinco, titulado “Ideas científicas previas de los alumnos”, de la serie de videos de apoyo a la introduc-ción a los programas de estudio de Ciencias II.


• Cuadro de estructura del bloque I.• Respuestas a las preguntas planteadas acerca de la secuencia del subtema “2.2

¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia? La aceleración”.

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Quinta sesiónBloque II. Las fuerzas. La explicación de los cambios.

¿Cómo enseñar los temas de fuerza y energía en la escuela secundaria?

La investigación [educativa] muestra una opinión ampliamente sostenida [por los alumnos] según la cual dentro de un objeto que se mueve hay

algo, que se llama a menudo “fuerza”... [que] mantiene al objeto en movimiento y ... se para cuando se acaba la “fuerza” de movimiento que

hay en ellos –algo parecido a que el combustible se agota.

roSalind driver et al.


Propósitos


• Reconozca los propósitos, los contenidos, los aprendizajes esperados y los crite-rios que orientan la estructura del bloque II.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los contenidos del bloque II a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el de-sarrollo del tema de fuerzas.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006. México, SeP.• Ciencias II. Antología, México, SEP, 2007.• Cuadro de las principales características del bloque II, elaborado en la actividad

3 de la sesión 3 de esta Guía de trabajo.• Cuaderno de notas.• Hojas para rotafolios.• Plumones.• Bolsa de azúcar (semillas, objetos, etcétera) de 2 kg y 5 m de cordón (para la

realización de la actividad “¿Ahora para dónde?”, de la secuencia 2.1. “La idea de fuerza: el resultado de las interacciones”).

En esta sesión:

• Revisarán el planteamiento del bloque II respecto al análisis y explicación del cambio, a partir de las ideas de fuerza y energía.

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• Identificarán la forma en que se promueve el desarrollo de las habilidades para elaborar inferencias, explicaciones causales y predicciones con base en la infor-mación que proviene de los sentidos y del establecimiento de las relaciones bá-sicas entre variables.

• Reconocerán la relación entre los bloques I y II.• Mediante el análisis de una secuencia didáctica, reflexionarán en torno al trata-

miento de la idea de fuerza.

Actividades

1. (45 minutos) Revisen en Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, el bloque II (pp. 83-91). Realicen una lectura comentada de los propósitos del bloque. Distribuyan todos los subtemas para su revisión, uno por equipo, con el fin de identificar la relación de los contenidos del subtema, los aprendizajes esperados y los propósitos del bloque. Elaboren en su cuaderno de notas un cuadro como el siguiente.


2. (30 minutos) Comenten los aspectos revisados y elaboren conclusiones respecto a:

• El acercamiento al concepto de fuerza que se propone en el bloque II.• La relación de los bloques I y II.

Recuerden que…

En el bloque II se propone favorecer el desarrollo de las habilidades de los alumnos pa-ra construir las relaciones básicas entre las variables físicas incluidas en el movimiento y usar dicha relación para analizar y predecir el movimiento. Asimismo, se recurre al análisis de las interacciones para explicar cómo y por qué ocurren esos fenómenos. El desarrollo de los contenidos del bloque II está orientado a que los alumnos sean capa-ces de llevar a cabo inferencias, explicaciones causales y predicciones.

Se pretende dar cuenta de que las fuerzas son una forma de determinar las inte-racciones entre los cuerpos y que no sólo se limitan a los empujones y jalones sino que pueden ser de naturaleza distinta, como en el caso de la interacción gravitacional, la eléctrica y magnética.

3. Conserven el equipo de trabajo y lean el texto “Guía de apoyo para la interpreta-ción del bloque II”, incluido en la Antología, de acuerdo con la distribución mostra-da en el cuadro 1.

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Cuadro 1

Subtema revisado Apartados del texto “Guía de apoyo para la interpretación del bloque II”

1.1. ¿Cómo se pueden producir cambios? El cambio y las interacciones.

1. La fenomenología como primer acercamiento.

2.1. La idea de fuerza: el resultado de las interacciones.

3.1. La energía y la descripción de las transformaciones.

2.2. ¿Cuáles son las reglas del movimiento? Tres ideas fundamentales sobre las fuerzas.

2. La construcción de representaciones abstractas.

2.3. del movimiento de los objetos en la Tierra al movimiento de los planetas. La aportación de newton.

3.2. La energía y el movimiento. 3. El uso de las representaciones abstractas en la comprensión de los procesos fenomenológicos.4.1. ¿Como por acto de magia? Los efectos

de las cargas eléctricas.

3.1. (1 hora) Completen la descripción de cada subtema con la información de la lectu-ra “Guía de apoyo para la interpretación del bloque II” y del cuadro de las principa-les características del bloque, elaborado en la actividad 3 de la sesión 3 de esta Guía de trabajo. Identifiquen la orientación de los contenidos del bloque, con base en:

a) Los criterios de selección y organización de los contenidos del programa de es-tudios de Ciencias II:

• Las ideas previas de los alumnos.• La historia de la ciencia y de la física.• La naturaleza de la ciencia y del conocimiento científico.• La integración de las ciencias.• Las interacciones entre la ciencia y la tecnología con la sociedad.

b) La construcción de representación de los fenómenos, a partir de los conceptos de fuerza y energía.

Recuerden que..

En la construcción de las representaciones que se propone con el desarrollo de los contenidos de los bloques I y II se parte de la perspectiva fenomenológica, ya que promueve la observación y descripción de lo que se percibe a través de los sentidos y es cercano al alumno.

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3.2. (1 hora) Compartan con el grupo sus productos y comenten el sentido y conteni-dos del bloque. Discutan lo siguiente:

• ¿Qué se plantea en el programa respecto a la idea de fuerza citada en la parte inicial de la sesión?

• ¿Cómo se propone en el programa de estudios la construcción de explicaciones, inferencias y predicciones relacionadas con las causas y efectos de las fuerzas?

• ¿Cuáles son las principales diferencias del sentido de los contenidos del bloque II respecto al programa de 1993?

• ¿Qué tipo de prácticas pedagógicas habría que impulsar para el logro de los propósitos educativos y aprendizajes esperados señalados en el programa de estudio?

4. (45 minutos) En forma general, revisen el Anexo 7, “Secuencia didáctica. Subtema 2.1. La idea de fuerza: el resultado de las interacciones”. Con base en las actividades de la secuencia, identifiquen los puntos siguientes:

• La relación de la secuencia con los propósitos del bloque.• La congruencia entre las actividades sugeridas y los aprendizajes esperados.• Los niveles de comprensión y profundidad incluidos en la secuencia en relación

con las actividades sugeridas. • El papel del docente y del alumno.

5. (30 minutos) Realicen la actividad 3 “¿Ahora para dónde?”, de la secuencia didácti-ca revisada. Coméntenla e identifiquen de qué manera se atienden:

• Los aprendizajes esperados. • Las ideas previas de los alumnos sobre el tema de fuerzas.• El desarrollo de herramientas para la representación de los fenómenos. • La promoción de habilidades y actitudes.

5.1. (30 minutos) Comenten sus opiniones acerca de la secuencia y la actividad. En caso de considerarlo necesario, propongan cambios. Elaboren una propuesta de as-pectos por considerar en la planeación de las secuencias didácticas y en la evalua-ción de los contenidos para el bloque II.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, disponible en la dirección electrónica http:// www.reformasecundaria.sep.gob.mx, podrá consultar la secuencia didáctica revisada en esta sesión, así como otra para el subtema 2.2 de este bloque, ambas incluidas en la sección “Orientaciones didácticas”. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

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Para mayores referencias respecto a la importancia de considerar las ideas pre-

vias de los alumnos en los procesos de enseñanza, así como algunas estrategias didác-ticas para ello, se sugiere observar el programa de televisión número cinco, titulado “Ideas científicas previas de los alumnos”, de la serie de videos de apoyo a la introduc-ción a los programas de estudio de Ciencias II.


• Cuadro con una relación de propósitos, contenidos y aprendizajes esperados.• Propuestas de aspectos para la planeación de secuencias didácticas y de evalua-

ción del bloque II.

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Sexta sesiónBloque iii. Las interacciones de la materia.

Un modelo para describir lo que no percibimos. ¿Cómo enseñar el modelo cinético molecular en la escuela secundaria?

[Los modelos constituyen uno de los] temas que penetran la ciencia, las matemáticas y la tecnología y aparecen una y otra vez, ya sea

que se esté estudiando una civilización antigua, el cuerpo humano o un cometa. Son ideas que trascienden los límites disciplinarios y se

revelan fructíferas en explicación, teoría, observación y diseño.

JaMeS rutherford


Propósitos


• Reconozca los propósitos, los contenidos, los aprendizajes esperados y criterios que orientan la estructura del bloque iii.

• Identifique algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque iii, a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema calor y temperatura.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP. • Ciencias ii. Antología, México, SEP, 2007.• Cuaderno de notas.• Hojas para rotafolio.• Plumones.

En las dos sesiones anteriores se identificó la perspectiva macroscópica que se plantea en la observación, descripción y explicación de fenómenos que se perciben a simple vista: el movimiento y las interacciones entre objetos para relacionar las causas y efectos de algunos cambios. En esta sesión, se revisará el acercamiento a la perspectiva microscópica propuesta en el bloque III, que explica características de la materia mediante un modelo cinético de partículas que no son visibles.

Asimismo reflexionarán sobre la importancia de los modelos en la compren-sión de conceptos y la forma en que apoyan a los alumnos a generar representacio-nes funcionales sobre fenómenos microscópicos.

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Actividades

1. (30 minutos) Lean el artículo “Modelos”, incluido en la Antología. Comenten el epí-grafe de esta sesión y la relación de los modelos en la ciencia.

Comentario

Para mayores referencias respecto a la importancia de los modelos en la ciencia y en el desarrollo de los contenidos del bloque, se sugiere observar el programa de televisión número cuatro, titulado “Enseñanza de las ciencias a través de modelos científicos” de la serie de videos de apoyo a la introducción a los programas de estudio de Ciencias II.

2. (30 minutos) Revisen el bloque III, en Ciencias. Educación básica. Secundaria. Progra-mas de estudio 2006, pp. 93-100. Realicen una lectura comentada de los propósitos del bloque. Distribuyan todos los subtemas para su revisión, uno por equipo. Iden-tifiquen la relación de los contenidos del subtema, los aprendizajes esperados y los propósitos del bloque. Elaboren en hojas de rotafolio un cuadro como el siguiente.


Recuerden que...

Una idea previa identificada en muchos alumnos refiere a la materia como homogé-nea, continua y estática. Este nivel de comprensión está limitado a lo observable e im-pide explicar algunas propiedades de la materia, como los cambios de estado.

El trabajo con los modelos no implica que el docente debe indicar a los alumnos: “Éste es el modelo de partículas de la materia que está formado por...”, sino que deberá enfocar la atención en las propiedades de la materia y en la diversidad de objetos y uti-lizar el modelo para explicar, con base en las regularidades identificadas.

3. Conserven el equipo de trabajo y lean el texto “Guía de apoyo para la interpreta-ción del bloque III”, incluido en la Antología, de acuerdo con la distribución mostra-da en el cuadro 1.

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Cuadro 1

Subtema revisadoApartados del texto “Guía de apoyo para la

interpretación del bloque III”

1.1. Características de la materia. 1. La fenomenología como primer acercamiento.1.2. ¿Para qué sirven los modelos?

2.1. ¿Un modelo para describir la materia? 2. La construcción de representaciones

abstractas.2.2. La construcción de un modelo para explicar la materia.

3.1. Calor y temperatura, ¿son lo mismo?

3. El uso de las representaciones abstractas en la comprensión de los procesos fenomenológicos.

3.2. El modelo de partículas y la presión.

3.3. ¿Qué sucede en los sólidos, los líquidos y los gases cuando varía su temperatura y la presión ejercida sobre ellos?

3.1. (1 hora) Completen la descripción de cada subtema con la información de la lectura “Guía de apoyo para la interpretación del bloque III” y del cuadro de las principales características del bloque, elaborado en la actividad 3 de la sesión 3 de esta Guía de trabajo. Identifiquen la orientación de los contenidos del bloque, con base en:

a) Los criterios de selección y organización de los contenidos del programa de es-tudios de Ciencias ii:


b) La construcción de representación de los fenómenos, a partir del modelo cinéti-co de la materia.

3.2. (45 minutos) Presenten su trabajo en el grupo. Con base en la experiencia de los asistentes que hayan trabajado con los programas de Física de 1993, comenten se-mejanzas y diferencias entre los contenidos de estos programas y el planteamiento del bloque III. Elaboren conclusiones respecto a los cambios del programa de Cien-cias II y las implicaciones de ello en el tratamiento de los contenidos del bloque III.

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Recuerden que...

El trabajo experimental debe:

• Propiciar la interacción permanente de los estudiantes con fenómenos de su entorno y con situaciones físicas controladas.

• Posibilitar el planteamiento de preguntas, la exploración libre y el control de variables para buscar relaciones entre ellas.

• Fomentar actitudes de búsqueda y curiosidad.• Promover el trabajo colaborativo.• Llevarse a cabo mediante actividades sencillas que puedan realizarse en el

laboratorio escolar, aula o patio; utilizar equipo y material de costo bajo y, en caso de contar con mayores recursos, combinar éstos con los de costo mediano y alto.

4. (45 minutos) Consulten el Anexo 8, “Secuencia didáctica. Subtema 3.1 Calor y tem-peratura ¿son lo mismo?”. Distribuyan las actividades de la secuencia, una por equipo. Comenten:

• La función de la actividad en el momento correspondiente (inicio, desarrollo o cierre) de la secuencia.

• La relación con los aprendizajes esperados.• El tratamiento de las ideas previas.• El papel de la experimentación.• Las habilidades y actitudes que se promueven.

Identifiquen la referencia al modelo de partículas o modelo cinético corpuscular; comenten el planteamiento que se propone del mismo.

4.1. (45 minutos) Compartan con el grupo sus respuestas y compleméntelas con las de sus colegas. Comenten sus opiniones acerca de la actividad y, en caso de consi-derarlo necesario, sugieran y justifiquen cambios.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx, podrá consultar la secuencia didáctica revisada en esta sesión, así como otra para los subtemas 1.2 y 2.1, en el apartado de “Orientacio-nes didácticas”. En ellas se sugieren actividades para el desarrollo de estos contenidos. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

Para mayores referencias respecto a la importancia de considerar las ideas pre-vias de los alumnos en los procesos de enseñanza, así como algunas estrategias didác-ticas para ello, se sugiere observar el programa de televisión número cinco, titulado “Ideas científicas previas de los alumnos”, de la serie de videos de apoyo para la intro-ducción a los programas de estudio de Ciencias ii.

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4.2. (45 minutos) Comenten los conceptos centrales del bloque III y el tratamiento propuesto. Analicen las ventajas del uso de los modelos en la comprensión de los fenómenos físicos, así como las dificultades que se pueden presentar en el desarro-llo de los contenidos.

Elaboren una propuesta de aspectos básicos por considerar en la planeación de las secuencias didácticas para el bloque III.


• Cuadro con una relación de temas, propósitos y criterios. • Propuesta de aspectos básicos para la planeación de secuencias didácticas del

bloque III.

Comentario

En la realización de las actividades prácticas de la siguiente sesión es importante que los equipos elijan una de ellas con anterioridad para prever el material que se señala en el Anexo 9.

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Séptima sesiónBloque IV. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.

¿Cómo enseñar el tema de la estructura interna de la materia en la escuela secundaria?

Si en algún cataclismo se fuera todo el conocimiento científico y solamente pasaran una frase a la generación siguiente de criaturas,

¿cuál enunciado contendría el máximo de información en el mínimo de palabras? Yo creo que es la hipótesis atómica (o el hecho atómico,

o como quieran llamarlo), que todas las cosas están formadas por átomos –pequeñas partículas que se mueven con movimiento

perpetuo, atrayéndose unas a otras cuando están separadas por una pequeña distancia, pero repeliéndose cuando se las trata de apretar una contra otra. En esa sola frase, verán ustedes, hay una cantidad

enorme de información referente al mundo, si se aplica sólo un poco de imaginación y pensamiento.

richard P. feynMan


Propósitos


• Reconozca la estructura general, propósitos, contenidos y aprendizajes espera-dos del bloque IV.

• Identifiquen algunas sugerencias didácticas para el tratamiento de los conteni-dos del bloque IV a partir del análisis de una secuencia didáctica sugerida para el desarrollo del tema “La corriente eléctrica”.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP. • Ciencias II. Antología, México, SEP, 2007.• Rotafolios.• Hojas para rotafolios.• Plumones.• Hojas blancas (tamaño carta).

En sesiones anteriores analizaron la estructura de cada uno de los bloques I, II y III, así como ejemplos de secuencias didácticas que permiten un primer acercamiento

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a la aplicación del enfoque de enseñanza propuesto para el tratamiento de los con-tenidos del programa de estudios para un subtema específico. En particular en la sesión anterior revisaron la forma en la que se plantea el acercamiento a los fenó-menos microscópicos, reconociendo las dificultades que ello implica.

En esta sesión realizarán un primer acercamiento a las características, con-tenidos y aprendizajes esperados del bloque IV y trabajarán con un ejemplo de se-cuencia didáctica para la enseñanza del subtema 3.1. “La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos”. Se pondrá énfasis especial en la construcción de un mode-lo explicativo de la estructura atómica de la materia y se utilizará éste para com-prender fenómenos relacionados con la electricidad, el magnetismo, los fenómenos de inducción electromagnética y la luz. Cabe hacer mención de la relevancia de es-tos temas para la tecnología moderna.

Actividades

1. (30 minutos) Realicen una lectura comentada de los propósitos del bloque IV en Ciencias. Programas de estudio 2006, p. 101. Seleccionen un subtema del bloque para realizar su revisión. Consideren:

• La relación entre el logro de los propósitos, los contenidos temáticos y los apren-dizajes esperados.

• La importancia de los aprendizajes esperados en la delimitación de la profundi-dad de los contenidos y como referentes para la evaluación.

• Los conceptos, las habilidades y las actitudes que se expresan en los aprendiza-jes esperados.

1.1. Para sistematizar la información elaboren en hojas para rotafolios un cuadro como el siguiente.


1.2. (30 minutos) Cada equipo elegirá un representante para integrar el cuadro de acuerdo con el subtema que corresponda; presentar ante los demás la descripción general del nivel de comprensión y profundidad en el que se propone desarrollar los contenidos y escuchar los argumentos de otros docentes.

Con la participación de todo el grupo, integren los cuadros de los bloques anterio-res a la vista de todos para tener un panorama general. Elaboren conclusiones ge-nerales.

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1

Recuerden que…

En este bloque se propone hacer un segundo acercamiento a la estructura de la mate-ria, ahora en el nivel del átomo. El propósito es preparar a los estudiantes en los con-ceptos que se consideran fundamentales para acceder, aunque sea de forma incipiente, a la física contemporánea, lo cual requiere desarrollar habilidades para manejar mode-los abstractos como el del modelo atómico. Sin embargo, no se propone que los alum-nos dominen todos los aspectos relacionados con la teoría atómica moderna, sino más bien que cuenten con una representación lo suficientemente articulada para permitir-les interpretar fenómenos tales como la electricidad y la emisión de luz. Se promueve la explicación y predicción de fenómenos del entorno, con base en el papel del electrón (modelo atómico simple), así como la realización de experimentos y la construcción de dispositivos.

El tratamiento anterior es muy importante para apoyar el desarrollo de repre-sentaciones abstractas en los estudiantes y este punto constituye uno de los propósitos fundamentales de la enseñanza de la ciencia.

2. (30 minutos) Conserven el equipo de trabajo y lean el texto “Guía de apoyo para la interpretación del bloque IV” incluido en la Antología, de acuerdo con la distribu-ción mostrada en el cuadro 1.

Cuadro 1

Subtema revisadoApartados del texto “Guía de apoyo para

la interpretación del bloque IV”

1.1. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.

1. La fenomenología como primer acercamiento.

2.1. Orígenes de la teoría atómica. 2. La construcción de representaciones abstractas.

3.1. La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos.

3. El uso de las representaciones en la comprensión de los procesos fenomenológicos.

3.2. ¿Cómo se genera el magnetismo?

3.3. ¡Y se hizo la luz! Las ondas electromagnéticas.

2.1. (1 hora). Completen la descripción de cada subtema con la información de la lec-tura “Guía de apoyo para la interpretación del bloque IV” y del cuadro de las prin-cipales características del bloque, elaborado en la actividad 3 de la sesión 3 de esta Guía de trabajo. Identifiquen la orientación de los contenidos del bloque, con base en:

a) Los criterios de selección y organización de los contenidos del programa de es-tudios de Ciencias II:

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b) La construcción de un modelo de representación de la estructura de la materia.

Recuerden que…

El modelo de átomo que se propone construir con los alumnos no debe ir más allá de un modelo donde el átomo está constituido por un núcleo (con protones y neutrones) y electrones que se encuentran en órbitas. Los alumnos deben reconocer que el modelo lleva implícita la idea de que en esas órbitas los electrones son estables y que para que pasen de una órbita a otra es necesaria una cierta interacción –como el calentamiento, el frotamiento, entre otras– y que la consecuencia de esa interacción es que se ceden electrones para el caso de la carga eléctrica o que, al regresar a su estado estable, emi-ten radiación electromagnética.

Otros datos, como orbitales y configuraciones atómicas, están fuera de los pro-pósitos del programa y resultarían confusos y pocos pertinentes para estas edades.

3. (40 minutos) Finalicen este acercamiento al bloque IV al identificar las diferencias entre el programa actual y el de Física I y II de 1993 que a su juicio son las princi-pales. Es de interés particular que reflexionen en relación con la orientación del tratamiento actual en la construcción de un modelo atómico que permite dar ex-plicaciones a otras manifestaciones de la materia cuyo origen es microscópico, y que den cuenta de sus propiedades intrínsecas, como lo es la idea del electrón y su comportamiento.

Concluyan con una lluvia de ideas sobre los aspectos siguientes:

• El tipo de prácticas pedagógicas que favorecerán en los alumnos la construcción de representaciones abstractas para comprender los principios de algunos desa-rrollos tecnológicos actuales, así como los avances científicos.

• El logro de los propósitos educativos que se desea alcanzar y de los aprendiza-jes esperados incluidos en el programa de estudios.

3.1. (20 minutos) Elaboren un escrito con sus conclusiones personales al respecto.

4. Lean el anexo 10, “Secuencia didáctica correspondiente al subtema 3.1. La co-rriente eléctrica en los fenómenos cotidianos”.

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4.1. Realicen lo siguiente:

a) Identifiquen los apartados de la estructura de la secuencia: el referente progra-mático, los antecedentes e ideas previas y las actividades sugeridas.

b) Respondan las preguntas siguientes a partir del desarrollo de las actividades mencionadas a continuación:

Actividad 2. ¡Pila corriente!Actividad 3. ¿Quién opone resistencia? y ¡Buenos y malos!Actividad 4. Semáforo.

• ¿Cómo se relacionan estas actividades con los propósitos y contenidos del bloque IV?

• ¿Qué conocimientos, habilidades y actitudes se desarrollan con las activida-des que se plantean?

• ¿Qué oportunidades se presentan para que los alumnos trabajen de manera colaborativa?

• ¿Cuál es el papel del docente en las actividades prácticas? ¿Cuál es el papel de los estudiantes?

• ¿De qué manera favorece en los alumnos la construcción de un modelo de representación de la estructura de la materia?

4.2. (1 hora y 30 minutos) Al finalizar, un miembro del equipo expondrá las respues-tas a las preguntas planteadas, los equipos escucharán los argumentos de sus con-trapartes y comentarán si las actividades sugeridas en la secuencia permiten el lo-gro de los aprendizajes esperados.

Elaboren conclusiones generales.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, que está disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx podrá consultar la secuencia didáctica re-visada en esta sesión, así como otra para el subtema 3.2, en el apartado de “Orientacio-nes didácticas”, en las que se sugieren actividades para el desarrollo de estos conteni-dos. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

Para mayores referencias respecto a la importancia de los modelos en la ciencia y en el desarrollo de los contenidos del bloque, así como a la necesidad de considerar las ideas previas de los alumnos en los procesos de enseñanza y algunas estrategias didácticas, se sugiere observar los programas de televisión número cuatro, titulado “Enseñanza de las ciencias a través de modelos científicos”, y cinco, titulado “Ideas científicas previas de los alumnos”, de la serie de videos de apoyo para la introducción a los programas de estudio de Ciencias II.

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• Cuadro de estructura del bloque IV.• Conclusiones sobre las características del bloque IV y las estrategias didácticas

congruentes con los propósitos y aprendizajes esperados.• Respuestas a las preguntas planteadas acerca de la secuencia del subtema 3.1.

“La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos”.

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Octava sesiónBloque V. Conocimiento, sociedad y tecnología.

¿Cómo desarrollar los proyectos integradores del curso de segundo grado?

Defendemos el protagonismo de los niños en los proyectos, pero ello implica a la vez un papel muy activo del docente. El maestro tiene

mucho qué hacer en la clase de investigación, a pesar de que no lleva el proceso directamente.

aurora lacueva


Propósitos


• Analice algunas sugerencias para el desarrollo de los proyectos estudiantiles del bloque v.

• Reconozca la importancia de fortalecer las competencias para la vida plantea-das en el perfil de egreso de educación básica, por medio de la integración de los conocimientos construidos a lo largo del curso y aplicados a situaciones pro-blemáticas de interés personal.

Materiales

• Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SeP. • Ciencias ii. Antología, México, SEP, 2007.• Cuadro de las principales características del bloque V.• Hojas para rotafolios.• Plumones.• Cuaderno de notas.

La puesta en práctica de proyectos estudiantiles posibilita a los alumnos la ma-nifestación de competencias al enfrentarse a situaciones reales de su interés. Ello demanda la participación activa del docente para preparar, motivar y guiar a sus alumnos en estas actividades.

Para ofrecer un panorama de los proyectos integradores del bloque V, se ha organizado la sesión en dos partes: en la primera se revisan los propósitos y el sen-

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tido de los proyectos. En la segunda se analizan algunas orientaciones y sugeren-cias para cada etapa de los proyectos: planeación, desarrollo, comunicación y eva-luación; también se propone la revisión de un ejemplo de planeación para el tema obligatorio del bloque.

Al final de la sesión se plantea la reflexión acerca de los aspectos abordados en el taller.

Actividades

1. (15 minutos) Lleven a cabo una lectura comentada de la descripción general del bloque V del apartado “Descripción general de los contenidos”, en Ciencias. Educa-ción básica. Secundaria, Programas de estudio 2006, p. 70.

Intercambien ideas acerca de la importancia de considerar los intereses y ne-cesidades de los alumnos al desarrollar los contenidos programáticos. Tomen en cuenta en esta reflexión los puntos siguientes:

• Las estrategias que para tal fin les resultaron de utilidad, en el desarrollo de los programas de Física de 1993.

• El papel del trabajo por proyectos que se plantea en los programas de Ciencias para educación secundaria.

2. (30 minutos) Revisen los temas que se proponen en el bloque V, en Ciencias. Educa-ción básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, pp. 107-115. Asignen un tema por equipo; consideren los aprendizajes esperados, así como la información del texto de la Antología “Guía de apoyo para la interpretación del bloque V”, e identifiquen la relación del tema con:

• Los propósitos del bloque.• Los contenidos de los bloques anteriores.• Los contenidos de otras asignaturas.• La posibilidad de fortalecer las competencias para la vida.

2.1. (15 minutos) Intercambien ideas acerca de los aspectos del programa que pro-mueven la integración de lo aprendido en el curso. Obtengan una conclusión res-pecto a la perspectiva integradora del bloque.

Recuerden que...

Los programas de Ciencias proponen espacios de trabajo específicos para el desarro-llo de proyectos, como una estrategia didáctica en la que los alumnos, a partir de su curiosidad, intereses y cultura, integren sus conocimientos, habilidades y actitudes, avancen en el desarrollo de su autonomía y den sentido social y personal al conoci-miento científico.

Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de Estudio 2006.

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3. (1 hora). Organícense en el grupo para asignar, por equipo, una de las siguientes etapas referidas al desarrollo de los proyectos: planeación, desarrollo y comunicación.

Revisen las orientaciones y sugerencias de la etapa que les correspondió. Pa-ra esta actividad consideren el cuadro “Sugerencias para el desarrollo del proyec-to obligatorio”, del Anexo 11, “Proyecto obligatorio”; así como el artículo “La ense-ñanza por proyectos: ¿mito o reto?”, de la Antología.

Con base en los textos y su experiencia, lleven a cabo lo siguiente:

a) Determinen las actividades básicas para la realización de cada una de las eta-pas de los proyectos, así como el tipo de intervención que se requiere del docen-te y el tipo de participación del alumno.

b) Reflexionen en torno a la evaluación de los proyectos en la etapa asignada. Con-sulten la sugerencia 6 del Anexo 11, “Proyecto obligatorio”, e identifiquen los as-pectos siguientes:

• ¿Qué se evalúa? ¿Con qué fin?• ¿Quién evalúa? ¿Cuál es la participación de los alumnos en la evaluación? • ¿Cuándo se evalúa? ¿Cuál es el propósito de evaluar en los momentos seña-

lados? • ¿Cómo se evalúa? ¿Qué aspectos y medios pueden ser útiles?

3.1. (1 hora) Elaboren un cartel con la información correspondiente y con este mate-rial conformen un periódico mural sobre las etapas para desarrollar los proyectos. Revisen la información de cada una.

3.2. (30 minutos) Comenten las implicaciones de lo anterior en la organización y rea-lización de los proyectos del bloque V y hagan propuestas prácticas para evitar di-ficultades al respecto. Recuperen y valoren las señaladas en la sesión 2: “Consejos para una buena lluvia de ideas”, “Mapea tu proyecto de acción”, “Evaluación del conocimiento del estudiante” y “Evaluación del éxito del proyecto”.

Recuerden que...

El trabajo colaborativo es esencial para el desarrollo de proyectos. Es necesario que los alumnos estén dispuestos para el trabajo grupal y que el docente sepa orientarlos, por ejemplo, para escuchar y reflexionar sobre lo que se ha dicho, lograr que todos partici-pen, compartir información, trabajar ideas juntos, tomar decisiones grupales, así como reflexionar acerca de la responsabilidad individual y grupal.

4. (45 minutos) En el Anexo 11, “Proyecto obligatorio”, se presentan sugerencias rela-cionadas con la etapa de planeación, en las que se consideran los aspectos siguientes:

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a) La experiencia desencadenante.b) La elección del asunto o situación.c) El aspecto central y sus posibilidades.d) Los propósitos educativos.e) Elaboración del planteamiento y enunciado del problema.

Asignen un inciso para cada integrante del equipo y lean la información corres-pondiente en las sugerencias 1 y 2 del Anexo 11, “Proyecto obligatorio”. Destinen 10 minutos para la lectura individual.

Cada participante compartirá la información con el resto del equipo. Comenten los ejemplos que se presentan para desarrollar el proyecto obligatorio. Analicen la im-portancia de la planeación del planteamiento del problema.

Propongan aspectos por considerar en el plan de trabajo de los alumnos, así como sugerencias de productos y criterios o aspectos para su evaluación. Compárenlos con los que se mencionan en la sugerencia 6 del Anexo 11, “Proyecto obligatorio”.

5. (15 minutos) Presenten las propuestas a los demás compañeros del grupo. Inter-cambien ideas y sugerencias para mejorar las propuestas.

Comenten y obtengan conclusiones acerca de los puntos siguientes:

• Las implicaciones de la preparación del planteamiento de la situación proble-mática, en el caso del proyecto obligatorio.

• Cómo evitar el desarrollo de un proyecto falso, por ejemplo, mediante la elabo-ración de un trabajo escrito a partir del “recorte” y “pegado” de información y su exposición oral.

• El papel de los proyectos en la evaluación de los aprendizajes del curso.

Recuerden que...

Se puede conformar un banco de ideas para proyectos de diversas fuentes, entre ellas los textos didácticos, materiales de ciencias para adolescentes y las experiencias de otros docentes. La idea no es imponer un proyecto, sino conformar un conjunto de in-vitaciones que puedan sugerirse a los alumnos. Las temáticas y preguntas planteadas en los proyectos de los bloques I, II, III y IV que no se hayan considerado durante el cur-so, también constituyen opciones para el desarrollo de los proyectos del bloque V.

Para obtener información respecto a experiencias en la orientación y el se-guimiento de la búsqueda de respuestas y soluciones en los proyectos, pueden consultar el texto “¿Cómo implementar el aprendizaje basado en problemas?”, en la Antología (actividad optativa).

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6. (15 minutos) Con base en los contenidos abordados en esta Guía de trabajo, realicen una reflexión escrita en torno a:

• Los principales aspectos que se trabajaron y la ruta que se siguió.• Los procesos que identificaron para promover en los alumnos el desarrollo de

conocimientos, habilidades, actitudes y valores, así como su integración en com-petencias.

• Aspectos en los que perciben fortalezas, inseguridades o debilidades y los pro-cesos de actualización y capacitación docentes que requieran para el desarrollo del programa de Ciencias II.

• Aspectos que repercuten en la relación escuela-directivos-padres de familia-co-munidad que consideren importante atender de manera individual o colectiva.

6.1. (15 minutos) Identifiquen aspectos comunes y registren las propuestas que les parezcan adecuadas para atender las principales necesidades detectadas. Co-menten la relevancia de dichas propuestas para promover, desde la comunidad es-colar, el fortalecimiento académico de los profesores de Ciencias II.

Asimismo, entreguen sus propuestas a las autoridades correspondientes pa-ra que las consideren como un insumo en los procesos de operación, seguimiento y evaluación de la Reforma de la Educación Secundaria.

Comentario

En el currículo en línea de Ciencias II, disponible en la dirección electrónica http://www.reformasecundaria.sep.gob.mx, podrá consultar algunas sugerencias didácticas para el desarrollo del proyecto obligatorio del bloque V, así como otras referencias para favorecer la enseñanza de la ciencia mediante proyectos estudiantiles. ¡Lo invitamos a conocerlas y aplicarlas con sus alumnos!

También respecto de este tema se sugiere observar el programa de televisión número 3, titulado “Enseñanza de las ciencias a través de proyectos estudiantiles”, de la serie de videos de apoyo para la introducción a los programas de estudio de Cien-cias II.


• Periódico mural de las etapas para el desarrollo de los proyectos. • Propuestas de plan de trabajo y criterios de evaluación de productos de pro-

yectos. • Registro de propuestas para atender necesidades en el desarrollo del programa

de Ciencias II.

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Hacia una nueva escuela

Anexo 1. Reforma de la Educación Secundaria

1. ¿Por qué es necesario reformar la educación secundaria?

2. ¿Qué tipo de reforma se intenta impulsar?

3. ¿Qué se propone la Reforma de la Educación Secundaria (rS)?

4. El plan y los programas de estudio 2006.

Punto de partida: cumplimiento de la obligatoriedad del nivel

Desde 1993, el artículo tercero constitucional establece que la educación secundaria es obligatoria.

Garantizar las condiciones para que todos los egresados de primaria:

• Accedan de manera oportuna a la secundaria y permanezcan en la escuela hasta con-cluir el nivel (edad ideal: 15 años).

• Logren aprender durante su paso por la escuela, independientemente del grupo social de pertenencia.

Anexo 1Reforma de la Educación Secundaria.

Hacia una nueva escuela

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Incremento de las oportunidades para cursar la secundaria

No obstante, todavía estamos lejos de asegurar que todos los niños y jóvenes mexicanos concluyan su educación básica.

Nacional Modalidad Matrícula ¿Cuántos jóvenes más?

% crecimiento

13-14 2004-200

General y PT. 2,575,187 3,019,156 443,969 17.2

Técnica. 1,210,666 1,659,711 449,045 37.1

Telesecundaria. 559,596 1,214,835 655,239 117.1

Total 4,34,44 ,3,02 1,4,23 3.

¿Aquellos que permanecen en la escuela logran los aprendizajes esperados?

• PISA evalúa la capacidad de los estudiantes de 15 años de edad para emplear sus cono-cimientos y competencias al enfrentar los retos que presenta la vida real (no el grado de dominio de un plan de estudios específico).

• Se concentra en los temas que los jóvenes necesitarán conocer en el futuro y busca eva-luar lo que pueden hacer con lo que han aprendido (aplicar sus conocimientos y expe-riencia a casos del mundo real).

En el año 2003, de un total de 29 981 jóvenes de 15 años, menos de la cuarta parte de ellos cursaba secundaria en alguna de sus cuatro modalidades escolarizadas.

Secundaria

Primeros 0 años Servicio selectivo desde el punto de vista social y cultural, pues se ofrecía sobre todo a las poblaciones que habitaban las ciudades grandes y medianas.

Década de los 0 Masificación del nivelSe intensifica la presencia de jóvenes rurales y urbanos marginados, cuyas formas de vida y costumbres eran distintas de las de las familias de los sectores medios.

Población escolar muy diversa La oferta escolar (las escuelas) permanece sin cambios para atender a esta diversidad.

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Además, los jóvenes han experimentado profundas transformaciones sociológicas, económicas y culturales:

• Gozan de más oportunidades que las generaciones previas.• Son más urbanos.• Sus niveles de escolaridad son superiores a los de sus progenitores.• Están más familiarizados con las nuevas tecnologías.• Disponen de mayor información.• Enfrentan nuevos problemas asociados con la complejidad de procesos de modernización.• Hay una desigualdad creciente que se traduce en mayor marginación y violencia.

Los adolescentes pertenecen al mismo grupo de edad, pero constituyen un grupo poblacio-nal heterogéneo: enfrentan muy distintas condiciones y oportunidades de desarrollo.

Problemas relativos al funcionamiento del sistema y de las escuelas

• Sobrecarga de temas en programas de estudio y de asignaturas por grado. Pocas posibi-lidades de profundización para el desarrollo de competencias intelectuales superiores.

• Excesivas actividades extracurriculares (celebraciones, concursos, campañas, torneos...) no siempre ligadas a propósitos educativos.

• Limitadas posibilidades de interacción del maestro con sus alumnos por el gran número de grupos que atiende. Los alumnos a menudo son anónimos, se pierden en la masa.

• Poco tiempo de los maestros para profundizar en la tarea docente y para realizar tra-bajo colegiado.

• Desarticulación al interior de la escuela. El trabajo colegiado ocurre muy rara vez. Pre-valecen la fragmentación y el aislamiento. A menudo los maestros que atienden un mismo grupo no se conocen ni intercambian puntos de vista sobre sus alumnos.

• Falta de articulación entre niveles, modalidades e instancias que conforman el servicio de educación básica.

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¿Qué propone la RS?

Cumplir con el carácter obligatorio de la educación secundaria

Cobertura: ampliarla de manera sustancial, hasta conseguir su universalización, en el menor tiempo posible.

Permanencia: reducir sensiblemente los niveles de deserción y reprobación.

Calidad: incrementar los logros en materia de aprendizaje.

Equidad: diseñar modelos adecuados para atender las distintas demandas y necesida-des, buscando resultados equivalentes para todos los alumnos.

Pertinencia: transformar el ambiente y las condiciones de la escuela para lograr un ge-nuino interés y gusto de maestros y alumnos por la tarea que realizan.

¿Qué tipo de reforma se intenta impulsar?

Lecciones aprendidas de otras reformas educativas en México y en el mundo

Participativa e incluyente. Los cambios profundos en educación ocurren como resultado de la construcción compartida de un grupo amplio de interlocutores con perspectivas diver-sas.

Reconoce el papel estratégico de la información como sustento de la toma de decisiones. El acuerdo respecto de qué ha de cambiar y cómo es que tal cambio ha de producirse debe partir de un conocimiento preciso y compartido de los problemas que aquejan al sistema educativo.

Se reconoce como una tarea de largo aliento.Supone que la complejidad del reto de mejorar las oportunidades de aprendizaje de

todos los jóvenes implica acciones en distintos ámbitos (desarrollo profesional de maes-tros, directivos y personal de apoyo, normatividad, financiamiento y mejor aprovecha-miento de recursos disponibles, gestión del sistema, currículo).

Se concibe como un proceso de mejora continua que articula los esfuerzos de diversas instancias para generar efectos sistémicos, que reconoce y recupera los logros alcanza-dos, a la vez que aprende de los errores cometidos. Reformar no significa “borrón y cuen-ta nueva”.

Es gradual en tanto reconoce que el cambio de la cultura del sistema y de la escuela no se decreta y requiere procesos largos y sistemáticos de aprendizaje colectivo.

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Propósito central de la RS

Fortalecer la capacidad de las escuelas para constituirse en espacios de aprendizaje efectivo para todos los jóvenes.

Asegurar que toda escuela…

• Posibilite el trabajo colegiado entre profesores y el establecimiento de acuerdos para apo-yar y fortalecer el aprendizaje de todos sus alumnos.

• Articule su quehacer con la educación primaria y facilite la transición pedagógica entre niveles.

• Favorezca que docentes y directivos se comprometan con su mejoramiento continuo.• Centre su quehacer en el logro de los propósitos educativos, al aprovechar con eficacia el

tiempo destinado a la enseñanza.

El plan y los programas de estudio 2006

Criterios generales para el diseño de la propuesta curricular

• Planteamiento del currículo como dispositivo de cambio en la organización de la vida escolar.

• Perfil de egreso de la educación básica como marco general.• Énfasis en el desarrollo de competencias intelectuales superiores.• Profundización en conceptos fundamentales como eje del trabajo de aula.• Aseguramiento de la relevancia y pertinencia de los contenidos.• Reconocimiento de la realidad de los adolescentes, su diversidad sociocultural y estilos

de aprendizaje.• Construcción articulada de la educación básica.

– Los tres niveles educativos.– Todas las modalidades.– Todas las disciplinas.

• Incorporación de las TIC al trabajo en el aula en forma transversal.• Actualización de los enfoques para la enseñanza a la luz de los resultados de la investi-

gación educativa.• Recuperación del conocimiento acumulado durante 10 años de aplicar el currículo.

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¿Qué mejoras busca impulsar la propuesta curricular?

Mejores condiciones para que los alumnos estudien y los profesores enseñen.

• Mayores oportunidades para profundizar en la comprensión de los conceptos y para articular contenidos de distintas asignaturas.

• Trabajo docente centrado en la comprensión, que favorece el uso de otras estrategias de enseñanza, como la realización de proyectos e investigaciones.

• Trabajo de orientación y tutoría para dar seguimiento a la formación de los alumnos y para apoyarlos a remontar los obstáculos que enfrenten en sus estudios.

• Una jornada escolar menos fragmentada que permita concentrar la atención de los alumnos en menos temas y con mayor profundidad.

• Trabajo de los alumnos con un menor número de maestros y de algunos maestros con un menor número de alumnos.

Mejores condiciones para que los profesores compartan sus experiencias

• Impulso a la concentración de las horas docentes en una sola escuela.• Impulso a la organización de colectivos docentes por grado y por grupo y no sólo por

asignatura y para el Consejo Técnico.

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Anexo 2Problemas detectados (fragmentos, SEP, 2003)

Problemas generales de ubicación y sentido de la escuela secundaria y de su relación con la sociedad

Los estudiantes valoran negativamente su paso por la escuela secundaria

Los estudiantes de secundaria denotan en sus expresiones en torno a su paso por la escuela secundaria un sentido de pérdida de tiempo, incomprensión y poca uti-lidad. Tales expresiones no sólo muestran cómo valoran este nivel educativo, si-no que se transfieren al resto de la sociedad, lo que incluye tanto a los estudiantes próximos a ingresar como a sectores relacionados con las fuentes de trabajo. Así se deja la sensación de que se trata de un ciclo educativo perdido.

Equidad y diversidad

La escuela secundaria es un sistema complejo en términos administrativos, econó-micos y sociales, lo mismo que de control de calidad. En general los estudiantes de zonas económicamente deprimidas y de zonas rurales enfrentan deficiencias en recursos y calidad de la enseñanza en su entorno. Las condiciones materiales de las escuelas son deficientes y los profesores no siempre están bien preparados. Esto genera desigualdades importantes en la formación de los adolescentes que asisten a ellas, en clara desventaja con los estudiantes de las zonas más favorecidas, la cual se manifiesta al egresar e intentar insertarse en el mundo laboral o bien continuar estudios superiores.

Por otro lado, la normatividad y el control ejercidos por las entidades guberna-mentales encargadas de la educación suelen no favorecer la atención a la diversidad de las distintas regiones y zonas del país. La consecuencia es que, lejos de aprove-charse la riqueza de las diferencias culturales, éstas se traducen en falta de ubicación de los alumnos en su entorno.

La secundaria no ha sido efectiva en la formación de ciudadanos informados y críticos

Uno de los mayores reclamos a la escuela secundaria, concebida como ciclo termi-nal, es su fracaso para formar ciudadanos informados y críticos capaces de inter-pretar su realidad y actuar de manera responsable e informada frente a ella. Este

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reclamo, legítimo sin duda, debe precisarse y acotarse en función de la definición del ciclo en cuanto a propósitos, posibilidades y organización.

Problemas relacionados con la concepción de ciencia, desarrollo de la ciencia y tecnología

Concepción de ciencia y del quehacer científico alejada de la realidad

A pesar de que desde hace tiempo se reconoce la necesidad de cambiar la imagen que de la ciencia y del quehacer científico tiene la sociedad en su conjunto, en es-pecial los estudiantes de educación básica y media, ésta no ha cambiado. En bue-na medida, ello se debe a que la enseñanza de la ciencia en la secundaria, centrada en la información, no ha contribuido a cambiar esta percepción. En los currículos no se brinda espacio para promover la reflexión en torno al papel que la ciencia ha desempeñado en la humanidad y cómo ha influido en los cambios que en ella han ocurrido. Tampoco se muestra el proceder de la ciencia y no se fomenta el contacto con la comunidad científica.

Desvinculación entre ciencia y tecnología

La preparación de los profesores, los contenidos de los programas y la organiza-ción escolar no promueven que los conceptos de ciencia se relacionen con la tec-nología. La exposición centrada en conceptos y ejercicios rutinarios obstaculiza la solución de problemas de corte experimental o aplicado, así como el análisis y la discusión de problemas tecnológicos del entorno del estudiante. Tampoco se pro-mueve la discusión sobre el papel de la tecnología en la sociedad actual ni en su desarrollo histórico.

Incorporación inadecuada o nula de la historia de la ciencia

Si bien se han realizado ciertos esfuerzos por incorporar una visión del desarrollo histórico de la ciencia en estrecha vinculación con el desarrollo de la humanidad, los mismos no han ejercido los efectos esperados. El fracaso se debe, en buena me-dida, a que en estos esfuerzos –plasmados en programas de estudio, libros de tex-to y otros apoyos educativos– predomina una visión anecdótica y cronológica de la historia, que desvincula el desarrollo de los distintos conceptos y no promueve el análisis de los cambios conceptuales y de la evolución del conocimiento en cada una de las ciencias.

Problemas relacionados con la operación de los programas y las formas de enseñanza

Programas enciclopédicos

Los programas centrados en una visión disciplinaria, que exige una articulación progresiva de los conceptos, son aún la tendencia dominante para la estructura-ción de los contenidos. De tal modo, a pesar de las intenciones de cambio en las re-

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formas educativas, continúa la presencia de una gran cantidad de los contenidos que responde a la lógica de la disciplina misma y no a la lógica de su enseñanza. Además, la evaluación y la supervisión de las clases se centran todavía en la revi-sión exhaustiva de los contenidos.

Currículo único sin flexibilidad

Ésta no es regla en todos los países, pero resalta en el diagnóstico que se realiza en el caso de México. Los programas para la educación básica son universales, obliga-torios y determinados en su totalidad. De esta manera, el profesor tiene pocas po-sibilidades de ajustarlos, adecuarlos o hacer alguna modificación basada en los re-querimientos de sus alumnos.

Organización por asignaturas y falta de integración

Si bien el tema de la organización de los contenidos por asignatura se ha discuti-do con amplitud, no se ha alcanzado un consenso al respecto. Por un lado, es clara la conveniencia de que los alumnos conciban la ciencia como un cuerpo de conoci-mientos interrelacionados que se integran para solucionar problemas científicos y tecnológicos; pero, por otro lado, no son menores las dificultades para lograr la in-tegración de los conceptos básicos de las disciplinas científicas.

Conviene también tomar en cuenta las experiencias internacionales en las que se ha buscado esa integración y donde se obervan ejemplos de éxitos y fraca-sos en las dos direcciones. Por último, puede apuntarse que la organización de los contenidos es uno de los temas de debate e investigación que es necesario profun-dizar para redefinir la escuela secundaria.

Instrumentos de evaluación inadecuados

El problema de la evaluación del aprendizaje presenta cierta confusión debido a su doble propósito. Por una parte, la evaluación responde a las necesidades de certi-ficación de un curso, un grado o un ciclo escolar dentro del sistema educativo; es-to requiere una evaluación objetiva, susceptible de aplicarse de modo masivo en condiciones institucionales controladas. Dicho género de evaluación, en general, propicia una visión tradicional de la educación, que promueve la memorización y el enciclopedismo; al mismo género pertenecen los exámenes a que se someten los alumnos que pretenden ingresar a estudios del nivel inmediato superior.

Por otra parte, la evaluación llamada formativa tiene el propósito de propor-cionar, al profesor y al alumno, información sobre los avances en el aprendizaje y en el desarrollo conceptual individual y colectivo, sobre las dificultades en las ac-tividades propuestas y sobre problemas conceptuales o de estructuración. Este ti-po de evaluación requiere de una apreciación subjetiva del profesor, basada en la observación continua del desempeño individual y del grupo, que le permita tomar decisiones a lo largo de una sesión o de un periodo escolar.

De manera tradicional se ha intentado resolver los dos requerimientos me-diante una misma evaluación, lo que ha reforzado la tendencia hacia la enseñanza enciclopédica y memorística.

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Contenidos por encima de cualquier otro tipo de desarrollo

Asimismo, en la educación secundaria se pone un énfasis casi exclusivo en la aten-ción del desarrollo conceptual. Esto provoca que desarrollos cognoscitivos de otro tipo –como la habilidad para establecer representaciones fenomenológicas, para re-lacionar los conceptos científicos con explicaciones de fenómenos cotidianos y pa-ra reflexionar acerca de sus propias concepciones, por mencionar algunos– sean desatendidos por completo.

No se prepara para la continuidad del aprendizaje

Tal vez uno de los problemas más complejos que debe resolver la escuela secunda-ria sea el de desarrollar en los alumnos actitudes, hábitos y procesos que les per-mitan llevar a cabo un aprendizaje continuo. La escuela debe mostrar y proveer las herramientas más eficientes para que una persona se involucre en la construcción de su propio conocimiento, y sea capaz de enfrentar nuevas situaciones, escolares o no, que demanden una respuesta racional e informada.

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Anexo 3Productos del trabajo por proyectos de alumnos

de San Luis Potosí, Sonora y Campeche*

*Realizados durante la Primera Etapa de Imprementación (PEI) del programa de Ciencias II.

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Anexo 4 Estructura de secuencia didáctica para el tema 2.1 del bloque I

Momento Propósitos Actividades Evaluación

Nivel Tipo/Productos Criterios

Inicio

- dar a conocer el tema de la secuencia a los alumnos.

- Promover la explicitación de las ideas de los estudiantes acerca de la caída libre de objetos e identificar los conceptos y formas de representación que utilizan para describir el movimiento.

Nivel cualitativo.

Actividad 1. ¿Cuál llega primero?- Presentación y

comentario del tema.

- Planteamiento de situaciones de caída libre de objetos de diferente forma y peso; discusión con los alumnos acerca del objeto que suponen llegará primero al suelo.

- realización de experimentos para corroborar las suposiciones de los alumnos respecto a la caída libre de objetos, considerando cuerpos de diferente peso y forma.

Evaluación diagnóstica

- dibujo que describa el movimiento de un objeto en caída libre.

- Texto individual acerca de las suposiciones de la caída libre de objetos.

En la descripción: Aplicación de conceptos y formas de representación del movimiento: rapidez, velocidad, trayectoria, dirección.

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desarrollo

- Analizar las explicaciones de Aristóteles y de Galileo; confrontarlas con las ideas de los alumnos.

- Identificar la utilidad de algunos procedimientos en la obtención de conclusiones.

Niveles cuantitativo y explicativo

Actividad 2. Una antigua explicación.- Análisis de las ideas

de Aristóteles, con base en los resultados obtenidos en experimentos.

Actividad 3. Nuevos procedimientos, nuevas explicaciones - realización de uno

de los experimentos de Galileo; comparación de los resultados con las explicaciones de Aristóteles; análisis de los procedimientos de Galileo, dificultades a las que se enfrentó, así como ventajas de su método de investigación.

Evaluación formativa

Productos:reporte de experimentos.

En el reporte de la actividad 2:- Organizan el

reporte: plantean hipótesis, describen el procedimiento y los resultados.

- Sistematizan los datos en tablas; emplean las unidades de medida adecuadas.

- Obtienen conclusiones a partir de los datos de la experimentación.

- Son creativos en el diseño de los procedimientos.

En el reporte de la actividad 4:- Los anteriores. - Identifican el

tiempo y la distancia como variables en la descripción del movimiento.

- representan el movimiento en gráficas de posición-tiempo, a partir de las tablas de datos.

- Interpretan la línea obtenida en la gráfica.

En el trabajo de equipo:- Manifiestan

tolerancia, respeto y colaboración.

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Cierre

Evaluación de lo aprendido:-Obtener conclusiones respecto a la importancia de los procedimientos de Galileo.-Explicar situaciones de caída libre -Identificar cambios en las ideas de los alumnos acerca del movimiento de caída libre. (autoevaluación)

Nivel explicativo y argumentativo

Actividad 4. Las ideas cambian-Comparación de las ideas y procedimientos de Aristóteles y Galileo, mediante un cuadro.-debate acerca de la veracidad o falsedad de ideas acerca del movimiento de caída libre y la construcción del conocimiento. -Explicación de una situación de caída libre.-Comparación de las ideas iniciales y las conclusiones obtenidas en la experimentación.

Evaluación final-Cuadro comparativo de ideas y procedimientos de Aristóteles y Galileo-descripción de una situación de caída libre.-Texto de autoevaluación.

debate:-Proponen argumentos basados en las experiencias anteriores.-Identifican explicaciones erróneas acerca de la caída libre de los objetos.

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Anexo Propuesta de distribución anual de tiempo

para el desarrollo de cada bloque del programa. Ciencias II

Tiempo estimado

Bloque i. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza.

Agosto, septiembre y primera quincena de octubre.

Bloque II. Las fuerzas. La explicación de los cambios.

Segunda quincena de octubre, noviembre y diciembre.

Bloque III. Las interacciones de la materia. Un modelo para describir lo que no percibimos.

Enero, febrero y primera quincena de marzo.

Bloque IV. Manifestaciones de la estructura interna de la materia.

Segunda quincena de marzo, abril y primera quincena de mayo.

Bloque V. Conocimiento, sociedad y tecnología. Segunda quincena de mayo y junio.

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1

Bloque I. El movimiento. La descripción de los cambios en la naturaleza

Tema 2. el trabaJo de galileo: una aPortación iMPortante Para la ciencia.

Subtema 2.2. ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia?• La aceleración.• Experiencias alrededor de movimientos en los que la velocidad

cambia.• Aceleración como razón de cambio de la velocidad en el tiempo.• Aceleración en gráficas velocidad–tiempo.

Aprendizajes esperados

Al final del estudio del subtema, el alumno:• Identifica a través de experimentos y de gráficas las características del movimiento acelerado.• Aplica las formas de descripción y representación del movimiento analizadas anteriormente para

describir el movimiento acelerado.• Identifica la proporcionalidad en la relación velocidad-tiempo.• Establece la diferencia entre velocidad y aceleración.• Interpreta las diferencias en la información que proporcionan las gráficas de velocidad-tiempo y

las de aceleración-tiempo provenientes de la experimentación o del uso de recursos informáticos y tecnológicos.

II. Antecedentes/ideas previasSi bien la velocidad guarda una relación muy directa con la experiencia cotidiana del alumno, esto no ocurre con la aceleración. Los términos cotidianos como “ir más de prisa” se usan de forma ambigua: al referirse a la magnitud de la velocidad de un objeto o bien a que la velocidad aumenta con el tiempo. Tal concepción tiene una serie de consecuencias equivocadas, ante las cuales el profesor debe estar aler-ta, por ejemplo:

• Prescinden del tiempo. Los alumnos imaginarán que un objeto “alcanza una cierta velocidad” o “se pone en movimiento” en lugar de que acelera durante un periodo de tiempo.

• No se concibe la aceleración como una razón de cambio de las velocidades.• Aceleración se utiliza como si fuese sinónimo de velocidad.

Anexo Secuencia didáctica

Subtema 2.2 ¿Cómo es el movimiento cuando la velocidad cambia?

La aceleración

I. Referente programático

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2

• Se cree que la aceleración debe tener siempre la misma dirección y el mismo sentido que el movimiento del cuerpo.

• Se piensa que no puede haber aceleración negativa y que el frenado de un cuer-po no se relaciona con la aceleración.

• A menudo aceleración se toma también como sinónimo de fuerza, potencia o energía.

Es importante recuperar los antecedentes de temas antes trabajados: movi-miento, tiempo, velocidad, rapidez y la elaboración de gráficas para lograr conti-nuidad en los contenidos. Así se desarrollarán aprendizajes para la comprensión de fenómenos relacionados con el movimiento acelerado.

III. Actividades sugeridasTiempo total: 6 horas

Encuadre para el trabajo en claseTiempo estimado: 20 minutos

Comente el tema “Movimiento acelerado” con los alumnos para dar un panorama general de lo que se espera que aprendan.

Solicite a cada alumno que elabore un cuadro para llevar un registro del pro-ceso de aprendizaje (veáse el cuadro 1).

Cuadro 1

¿Qué es lo que sé? ¿Qué quiero aprender? ¿Qué aprendí?

Anote lo que se sabe en relación con aceleración.

Anote lo que se quiere aprender.

Escriba lo que se ha aprendido y lo que falta por aprender.

Llenen las dos primeras columnas al inicio. Podrán llenar la tercera durante el pro-ceso de enseñanza-aprendizaje. El resultado de la comparación entre la primera y la tercera columnas es evidencia del avance logrado, dado que establece el cambio entre las ideas previas y los conocimientos adquiridos.

Establezca con los alumnos los productos por evaluar y los criterios en cada una de las actividades que se desarrollen.

Organice todos los productos elaborados para formar un portafolios que se construya durante el proceso de la secuencia.

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1. ¡A volar con todo! Tiempo estimado: 30 minutos

El objetivo es que los alumnos puedan relacionar los conceptos que han desarro-llado antes con la información que estudiarán en este tema.

a) Forme equipos de cuatro a cinco integrantes para analizar la siguiente situación problemática:

Una compañía rentó un avión para trasladar aparatos electrodomésticos que aca-ba de adquirir: televisores, licuadoras, planchas, refrigeradores, lavadoras, estufas y hornos de microondas, pero en el camino se descomponen dos motores y tienen que realizar un aterrizaje forzoso. Para lograrlo el capitán del avión indica a su co-piloto que es necesario dejar caer toda la carga, por lo que al accionar una palanca todos los apartados son arrojados al mismo tiempo.

b) Oriente a los alumnos en la elaboración de un esquema que represente la caída de los aparatos e identifiquen las variables que pueden estar relacionadas con la si-tuación descrita.

c) Pida que contesten las preguntas siguientes:

• ¿Es importante considerar el tamaño de los aparatos para que su caída sea más lenta o rápida? ¿Caen al mismo tiempo o en diferentes momentos? Explica.

• ¿Cuáles son las variables que intervienen en la caída de los aparatos? Explica.• ¿Su caída siguió una línea recta o una curva?

d) Solicite a los alumnos que elijan un representante del equipo para que argumen-te ante los demás compañeros sus respuestas.e) Propicie que cada alumno redacte sus conclusiones acerca de las características del movimiento acelerado.

Recomendaciones para el docente

• Represente una situación cercana al alumno para contextualizar (se puede dar otro ejemplo) y así lograr darle un significado al movimiento acelerado.

• Comente que en la vida diaria la resistencia del aire es una fuerza que se opo-ne al movimiento de un objeto que cae y que para el estudio de la caída libre se omite esta variable; de tal manera, lo único que influye en los fenómenos abor-dados es la gravedad que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.

• Escuche a los alumnos sin descalificar sus argumentos, ya que esto permite co-nocer el manejo de los conceptos y sus ideas del movimiento acelerado.

• Pida al alumno que describa el avance de su aprendizaje en la tercera columna del cuadro.

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4

2. ¡Ahora caigo! Tiempo estimado: 90 minutos

a) Forme equipos de cuatro a cinco integrantes. Es recomendable integrar nuevos equipos para permitir el intercambio de ideas y experiencias de los alumnos.

b) Apoye a los alumnos para que peguen cinco canicas a un listón con cinta adhe-siva a diferentes distancias (observe la figura). Usen la cinta métrica para medir las distancias.

1. 0 cm2. 20 cm3. 80 cm4. 140 cm5. 220 cm

Materiales

• 1 silla.• 5 canicas.• Cinta adhesiva.• Cinta métrica.• Lámina o molde de plástico.• Listón.

220 cm 140 cm 80 cm 20 cm 0 cm

c) Oriente a los alumnos para que puedan registrar datos a partir de los resultados del desarrollo de la actividad y realice mediciones de tiempo y distancia en la actividad práctica que se plantea.

d) Proponga a un(a) alumno(a) que suba a una silla y sostenga el listón de manera vertical. Coloquen la lámina o molde de plástico en el piso.

e) Solicite al alumno o alumna que deje caer el listón que tiene las canicas pegadas a él, mientras los demás escuchan los sonidos que producen los golpes sobre la lámina o molde de plástico. ¿El tiempo entre golpes sucesivos fue el mismo? Re-pitan de cuatro a cinco veces para aproximarse a un valor real de la gravedad y comparen éste con el valor de los demás equipos.

f) Construyan un cuadro para que registren los datos de la distancia recorrida por las canicas y el tiempo que transcurrió (véase cuadro 2).

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Cuadro 2Distancia recorrida por las canicas

Canica Distancia recorrida (cm) Unidad de tiempo

1 0 0

2 15 1

3 60 2

4 135 3

5 240 4

El registro del tiempo es cualitativo.

Propicie que los alumnos reflexionen al considerar que entre dos golpes sucesivos transcurrió una unidad de tiempo, entonces la canica 2 tardó una unidad de tiem-po y la 3, dos unidades de tiempo. Esto se efectúa en cada dato de la tabla ante-rior.

g) Dividan la distancia recorrida por cada canica entre el tiempo al cuadrado co-rrespondiente.

Registren los resultados en un cuadro como el cuadro 3.

Cuadro 3Relación entre el tiempo al cuadrado y la distancia recorrida

Canica distancia recorrida (cm)

Tiempo (Tiempo)2 distancia(tiempo)2

2 15 1 12=1 15

3 60 2 4 15

4 135 3 9 15

5 240 4 16 15

h) Analicen los resultados de la tabla en la columna correspondiente al cociente:

distancia

(tiempo)2

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i) A partir de los datos que se registraron en la tabla, pida que contesten las pre-guntas siguientes y redacten sus conclusiones:

• ¿Las canicas tardan el mismo tiempo en recorrer la misma distancia?• Mientras la canica 2 recorrió 20 cm en una unidad de tiempo, ¿qué distancia re-

corrió la canica 3 en dicha unidad de tiempo?• ¿Se mantiene constante la rapidez de las canicas durante su caída? Explica.• ¿Por qué se dice que la distancia recorrida por la canica en caída libre es propor-

cional al tiempo elevado al cuadrado?

La actividad antes realizada es sólo para orientar al alumno en el análisis de la distan-cia recorrida, que es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido.

Al emplear las herramientas matemáticas se describe la expresión: ....d

= constante t2

El registro del tiempo tiene que ser más preciso y se necesita un tipo de instrumento para describir el trabajo que Galileo realizó con el plano inclinado.

Observen en el ejemplo siguiente (los tiempos son un supuesto) que a 0.174 s –en la actividad corresponde a la unidad de tiempo–, la canica recorre 15 cm (0.15 m); a los 0.348 s –doble del tiempo inicial–, la distancia recorrida es 60 cm, es decir 4 ve-ces 15 cm; a los 0.522 s –triple del tiempo inicial–, la distancia recorrida será de 1.35 m, esto es, 9 veces 15 cm; a los 0.696 s, la distancia total recorrida será 16 veces 15 cm; y así sucesivamente.

Vo = 0 m/s g d1= 0.15 m t1= 0.174 s

g d2= 4 d1 = 60 m t2= 2 t1 = 0.348 s g d3= 9 d1 = 1.35 m t3= 3 t1 = 0.522 s d4= 16 d1 = 2.40 m g t4= 4 t1 = 0.696 s

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A partir de los datos anteriores se obtiene la constante. Por ejemplo.

d1 0.15 m = = 4.9 m/s2

(t1)2 (0.174 s)2

El resultado tiene unidades de la aceleración y el valor es la mitad de la aceleración de la fuerza de atracción gravitacional:

d 1 = g t2 2

d =

Al conocer el tiempo se puede aplicar la fórmula para determinar la distancia de donde cae algún objeto.

d (m)

2.40

1.35

0.60

0.15 t (s) 0.174 0.3495 0.524 0.699

Nota: se sugiere consultar el apartado “De la piedra a la manzana”, en el Libro para el docente. Física 2º. RETOS, pp. 120-125.

Asimismo, se propone realizar la actividad dejando caer una canica por cada intervalo de distancia dentro de un tarro de gel donde cada canica dentro del mol-de representa la aceleración de la fuerza de atracción gravitacional. La actividad es cualitativa.

Elaboren conclusiones acerca de la importancia que tiene la gravedad en el movimiento acelerado.

1 gt2 2

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3. ¡Cuidado abajo! Tiempo estimado: 30 minutos

a) Forme equipos con integrantes nuevos para que puedan compartir sus conoci-mientos, habilidades y actitudes en la reflexión y análisis de la situación problemá-tica siguiente: un limpiador de vidrios deja caer una cubeta desde el piso 10 de un edificio.

Promueva en los alumnos el desarrollo de habilidades para la comprensión de la información incluida en diversas formas de representación gráfica y la inte-gración de conocimientos ya estudiados. Éste es un aspecto fundamental para la construcción de esquemas mentales más elaborados.

b) En el cuadro 4 se describen los valores de rapidez registrados en la situación des-crita.

Cuadro 4Valores de la rapidez de la cubeta que cae de un andamio

en el piso 10 desde una posición de reposo

Tiempo transcurrido (segundos) (s)

Rapidez (metros/segundo) (m/s)

0 0

1 9.8

2 19.6

3 29.4

4 39.2

5 49.0

6 58.8

7 68.6

8 78.4

9 88.2

10 98.0

0 cm

Gel

15 cm

60 cm

135 cm

240 cm

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c) Guíe a los alumnos en la construcción de la gráfica de velocidad-tiempo de la caída de la cubeta a partir de los valores de la tabla de rapidez.

v (m/s) . . . . 39.2 29.4

19.6

9.8

0 1 2 3 4 ............ t (s)

Que los alumnos comparen las gráficas que elaboraron y discutan los argu-mentos empleados en su elaboración para replantearlos si es necesario. Comenten qué información proporciona la gráfica velocidad-tiempo en el movimiento acele-rado.

d) Contesten las preguntas siguientes:¿Qué factores se relacionan e influyen en el cambio de la rapidez?¿Cómo cambia la rapidez en cada segundo que transcurre?

e) Indíqueles que compartan sus respuestas con los demás compañeros y elaboren conclusiones acerca de las características del movimiento de caída libre en la situa-ción analizada.

Oriente a los alumnos en la comprensión de los conceptos de rapidez y ve-locidad que para el caso del movimiento en una línea recta se emplean de manera indistinta. Debido a que la dirección no cambia, la aceleración se puede expresar como razón de cambio de la rapidez y se expresa como sigue:

La rapidez promedio es:

rapidez inicial + rapidez final 10 m/s + 20 m/s 30 m/s = =

2 2 2

Observen que las unidades de la rapidez son iguales a las de velocidad.

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100

4. ¡Aunque usted no lo crea!Tiempo estimado: 30 minutos

Proponga a los alumnos que analicen la gráfica 1, de la situación planteada en la actividad anterior.

Gráfica 1v (m/s)

49.0

39.2 29.4 9.8 m/s 19.6 1 s9.8 0 t (s) 0 1 2 3 4

Favorezca que los alumnos reflexionen, en relación con la gráfica, que en el eje ho-rizontal se representa el tiempo y en el eje vertical, la velocidad, y que al unir los puntos se forma una línea recta que pasa por el origen.

Propicie la reflexión por parte de los alumnos de que en caída libre durante la aceleración uniforme, la velocidad es directamente proporcional al tiempo, esto es, que los cambios en la velocidad son iguales para intervalos de tiempo iguales (1s).

El área bajo la recta de la gráfica velocidad-tiempo proporciona la distan-cia recorrida por un objeto a velocidad constante. Esto puede aplicarse a cualquier otro movimiento rectilíneo con aceleración constante.

5. ¡Las cosas son así! Tiempo aproximado: 30 minutos

Es necesario que los alumnos integren los conceptos que se han trabajado en la si-tuación problemática planteada para determinar que la aceleración es una constan-te, así como que construyan el concepto de gravedad.

a) Forme equipos de tres integrantes para determinar la velocidad de la cubeta a partir de la gráfica aceleración-tiempo.

2. Observen la gráfica 2 sobre aceleración-tiempo y comenten la información que proporciona.

Elevación (altura)

Avance (base)

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Gráfica 2

a (m/s2)

9.8

0 1 2 3 4 t(s)

3. Calculen el área bajo la línea para los tiempos que se presentan en la tabla. A partir de que se trata de una figura de un rectángulo, el área es: base x altura que corresponde al multiplicar la aceleración por el tiempo. Esto se obtiene a partir de la definición de aceleración de la velocidad para dichos tiempos.

4. Complementen el cuadro 5 con los datos que se obtienen de la multiplicación de aceleración tiempo:

Cuadro 5

Tiempo transcurrido (segundos) (s)

Velocidad(metros/segundo) (m/s)

0 0

1 9.8

2 19.6

3

4

5

6

7

8

9

10

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102

Es fundamental que el alumno pueda reflexionar sobre la relación entre las varia-bles y los valores entre los intervalos para contestar las preguntas siguientes a par-tir de la información que se proporciona en la gráfica.

• ¿Cómo es la tendencia de los puntos graficados?• ¿Cómo es la línea que se forma entre la horizontal t(s) y la vertical v (m/s)?• ¿Cómo es la velocidad en cada segundo?

Elaboren sus conclusiones respecto a la relación que se establece en la acele-ración del movimiento acelerado.

6. ¿Desde dónde fue la caída?Tiempo estimado: 30 minutos

Guíe a los alumnos para que comprendan la construcción de la fórmula para la al-tura y su aplicación.

A partir de la gráfica velocidad-tiempo y conociendo la información que pro-porciona “la distancia recorrida por la cubeta que cae con velocidad constante y que es el movimiento acelerado”.

Solicite a los alumnos que apliquen la fórmula del triángulo para obtener el área y hacer la relación del movimiento rectilíneo uniforme acelerado (ver gráfica 3).

Gráfica 3

v (m/s)

v

t (s)

Área del triángulo base x altura 2

Ahora se aplica en función del tiempo y la velocidad:

t v 2

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En el movimiento rectilíneo uniforme acelerado con Vo = 0, se tiene V = at y al hacer la relación con la gráfica velocidad-tiempo, que es la distancia (d), la ecua-ción es entonces:

at2

2

En la caída libre, a es igual a g; d es la altura respecto al marco de referencia de donde cae y se representa con h.

gt2

2

Solicite a los alumnos que apliquen la fórmula para conocer la altura desde la que cae la cubeta.

Nota: la elaboración de la gráfica permite que los estudiantes construyan un esque-ma de interpretación de la resolución de la situación problemática que se desarro-lla, así como el uso adecuado de las variables.

Solicite la elaboración de la gráfica distancia-tiempo mediante la recupera-ción de los datos de la actividad “Ahora caigo”. Comenten: ¿cómo es la línea que se forma al unir los puntos? Escriban en el cuadro 6 la diferencia que representan las gráficas que se han preparado para el movimiento acelerado.

Cuadro 6Distancia recorrida en caída libre de la última canica

Tiempo (s) Distancia (m)

0.20

0.80

Gráfica 4 d (m)

2.20

1.40

0.80

0.20 t (s) 0 1

d=

h=

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104

Son fundamentales la orientación y el acompañamiento por parte del maes-tro en el proceso de aprendizaje de los alumnos en cada una de las actividades que se plantean.

Presente en el pizarrón, de manera integral, todo el proceso que se ha segui-do en cada actividad para llegar a conclusiones acerca del movimiento acelerado (caída libre).

Recuperen del portafolios la actividad que efectuaron al inicio para compro-bar si es necesario replantear sus respuestas con los contenidos que han trabajado.

Propicien que cada alumno realice una reflexión acerca de su proceso de aprendizaje con el cuadro que construyeron a lo largo de la secuencia. Después, pídales que en parejas comenten y escriban en una hoja tamaño carta los aspectos que identifican que deben fortalecer en el tema de “movimiento acelerado”.

7. ¡Vamos a lograr el reto! Tiempo estimado: 60 minutos

Evaluación sumativa

Resulta esencial que los alumnos apliquen sus conocimientos y procedimientos en una nueva situación, de modo que se establezca la relación entre conceptos desa-rrollados en las actividades de la secuencia y se favorezca la construcción de es-quemas de interpretación, usando el lenguaje simbólico y las representaciones grá-ficas mediante una presentación de un recurso de simulación en computadora.

En la dirección electrónica: http://www.efit-emat.dgme.sep.gob.mx/ecamm/acammactividades.htm se localiza un apartado de Física que contiene actividades en Excel y en Word que pueden descargarse en la computadora para desarrollar la actividad “Tiro vertical sin resistencia del aire”.

Se sugiere que los alumnos trabajen por pares y que usted los oriente, aun-que sin tener que dar las respuestas a las preguntas que se plantean en la activi-dad.

Tiro vertical sin resistencia del aire. Archivo Excel: “TiroVertical.xls”

En esta actividad estudiaremos el movimiento vertical de un objeto bajo la acción gravitatoria (no consideraremos la resistencia del aire).

Plantéeles lo siguiente:

Piensa en un objeto que se lanza hacia arriba con una velocidad inicial de 30 m/s, desde una altura inicial de 10 metros.

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• ¿A qué altura crees que estará después de 1 segundo? m • ¿Qué altura máxima crees que alcanzará? m

Abre el archivo de Excel “TiroVertical.xls”. Verás en la pantalla un objeto re-presentado por una bola blanca a una altura aproximada de 35 metros. Los datos precisos de este movimiento están dados a la izquierda y son:

• Gravedad: 9.8 m/s2.• Altura inicial: 10 m.• Velocidad inicial: 30 m/s.• Tiempo: 1.0 s.• Altura: 35.10 m.

A la derecha del objeto encontrarás la gráfica de altura contra el tiempo. En el extremo derecho verás una gráfica en columna que proporciona su velocidad en el tiempo dado. El valor de la velocidad se presenta debajo de esta gráfica y tie-ne un valor de: velocidad: 20.20 m/s

De la gráfica de la altura contra el tiempo, describe el movimiento completo del objeto.

Con el control respectivo, regresa el valor del tiempo a cero. Avanza ahora el valor del tiempo en forma continua, observando el movimiento del objeto.

¿Es lo que describiste arriba? Si no es así, vuélvelo a describir.

Regresa de nuevo el valor del tiempo a cero y toma datos cada segundo para llenar el cuadro 7.

Cuadro 7

Tiempo (s) Altura (m) Velocidad (m/s)

0 10.0 30.0

1 35.1 20.2

2

3

4

5

6

7

8

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10

• ¿En qué tiempo llega a su altura máxima? (Busca el tiempo preciso con el con-trol del tiempo.)

• ¿Cuál es esta altura? • Nota que la velocidad en el punto más alto cambia de positiva a negativa. ¿Por

qué? • ¿En qué tiempo llega al suelo? (Busca el tiempo preciso con el control del tiempo.) • ¿Qué velocidad lleva en este momento?• ¿Qué pasa con el objeto después de esto?

El valor de la “Altura inicial” tiene su control respectivo. Aumenta y disminu-ye con él este valor y observa lo que pasa. Describe y explica su efecto en la gráfica.

¿En qué parte de la gráfica se puede leer el valor de la altura inicial?

Nota que, al variar la altura inicial, el valor de la velocidad en cierto tiempo no cambia. Explica qué significa esto.

El valor de la “Velocidad inicial” también tiene su control respectivo. Au-menta y disminuye con él este valor y observa lo que pasa. Describe y explica su efecto en la gráfica.

¿Cuál es la diferencia entre las gráficas de velocidad inicial positiva y las de velocidad inicial negativa? Explica qué significa esto.

Regresa todos los valores a los anotados en el comienzo de la página anterior. Varía por último el valor de la gravedad. Describe y explica su efecto en la gráfica.

Compara el movimiento de un objeto en tres planetas con un valor de la gra-vedad de 5, 10 y 15 m/s2 respectivamente.

Utiliza ahora el programa para resolver los problemas siguientes:

1. Una pelota es lanzada hacia arriba con una velocidad de 24 m/s desde una altu-ra de 5 metros (toma el valor de la gravedad como 10 m/s2).• ¿Qué altura máxima alcanza?• ¿En qué tiempo exacto pasa esto?• ¿Qué velocidad tiene la pelota en este punto? • ¿Cuánto tiempo tardará en llegar al suelo?• ¿Qué velocidad lleva la pelota al momento de pegar en el suelo? • ¿Por qué es negativa esta velocidad?

2. Considera el mismo problema anterior pero en un planeta con un valor de la gravedad de 20 m/s2.• ¿Qué altura máxima alcanza?• ¿En qué tiempo exacto pasa esto? • ¿Qué velocidad tiene la pelota en este punto? • ¿Cuánto tiempo tardará en llegar al suelo? • ¿Qué velocidad lleva la pelota al momento de pegar en el suelo?

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10

3. Desde una torre de 60 metros de altura cae un ladrillo (velocidad inicial = 0 m/s; toma el valor de la gravedad como 10 m/s2).

• ¿Cuánto tiempo tarda en caer al suelo? • ¿Qué velocidad lleva el ladrillo al momento de pegar en el suelo? • Una persona se encuentra en la torre pero a 30 metros de altura. ¿Después de

cuánto tiempo a partir de que empezó a caer el ladrillo lo verá pasar? • Una persona deja caer una piedra a un pozo muy profundo (altura inicial = 0 m y velocidad inicial = 0 m/s; toma el valor de la gravedad

como 10 m/s2). Si la piedra llega al agua del pozo en 4 segundos:• ¿Cuán profundo es el pozo? • ¿Qué velocidad lleva la piedra al pegar con la superficie del agua?

Elaboración de las características del movimiento acelerado y la información que proporciona cada una de las gráficas: velocidad-tiempo, aceleración-tiempo y dis-tancia-tiempo.

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Subtema 2.1. La idea de fuerza: el resultado de las interacciones

I. Referente programático Bloque II. Las fuerzas.

La explicación de los cambios

Tema 2. una exPlicación del caMbio: la idea de fuerza.

Subtema 2.1. La idea de fuerza: el resultado de las interacciones. • El concepto de fuerza como descriptor de las interacciones. • La dirección de la fuerza y la dirección del movimiento. • Suma de fuerzas. • Reposo.


Al final del estudio del subtema, el alumno:

• Relaciona el cambio en el estado de movimiento de un objeto con la fuerza que actúa sobre él.• Infiere la dirección del movimiento con base en la dirección de la fuerza e identifica que en algunos

casos no tienen el mismo sentido.• Reconoce que la fuerza es una idea que describe la interacción entre objetos, pero no es una propiedad

de los mismos.• Analiza y explica situaciones cotidianas utilizando correctamente la noción de fuerza.• Utiliza métodos gráficos para la obtención de la fuerza resultante que actúa sobre un objeto.• Identifica que el movimiento o reposo de un objeto es el efecto de la suma (resta) de todas las

fuerzas que actúan sobre él.• Obtiene la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo y describe el movimiento asociado con

dicha fuerza.• Relaciona el estado de reposo de un objeto con el equilibrio de fuerzas actuantes sobre él y lo

representa en diagramas.

II. Antecedentes/ideas previas

Los antecedentes con que cuentan los alumnos son de Ciencias Naturales. Tercer grado. Prima-ria. Bloque IV, “El movimiento”, lecciones 25, 26 y 28.

Ideas previas.1 Se incluyen en algunos apartados de la secuencia para que el profesorado conozca hacia dónde debe orientar el apoyo a los alumnos respecto a las fuerzas.

1 Rosalind Driver et al., “Capítulo 21. Fuerza”, “Capítulo 22. Movimiento horizontal”, en Dando sentido a la ciencia en secundaria. Inves-

tigaciones sobre las ideas de los niños, México, Visor/SEP (Biblioteca de actualización del maestro), 2000, pp. 193-208.

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1. Asociación entre fuerza y movimiento:

Se interpreta la fuerza como una propiedad del objeto (algo similar a la energía), que permanece mientras se mueve y que aumenta o disminuye de forma paralela a como lo hace la velocidad. En consecuencia, un objeto “posee” fuerza mientras se mueve y la pierde poco a poco hasta que se para. El valor de la fuerza sería propor-cional a la velocidad del objeto o viceversa.

2. Intervención de más de una fuerza:

Cuando más de una fuerza actúan de manera simultánea, siempre hay una privile-giada, la mayor, que debe tener el mismo sentido que el movimiento. Así, la fuerza mayor siempre es la responsable de la trayectoria, mientras que lo único que hacen las otras fuerzas es debilitar su efecto.

III. Actividades sugeridasTiempo total: 5 horas

Actividad de inicio Tiempo estimado: 30 minutos

Encuadre para el trabajo en clase

Comente a los alumnos los aprendizajes esperados del subtema “La idea de fuerza”.

Solicite que elaboren un organizador gráfico para llevar un registro de los proce-sos de enseñanza y de aprendizaje (cuadro 1, S-Q-A).

Cuadro 1

¿Qué es lo que sé?(S)

¿Qué quiero aprender?(Q)

¿Qué aprendí?(A)

Anoten lo que se sabe en relación con las interacciones.

Anoten lo que se quiere aprender.

Escriban lo que se ha aprendido/lo que falta por aprender.

Llenen las dos primeras columnas al inicio. Podrán llenar la tercera durante el proceso de enseñanza-aprendizaje. El resultado de la comparación entre la pri-mera y la tercera columnas es evidencia del avance logrado, dado que establece el cambio entre las ideas previas y los conocimientos adquiridos.

Establezca con los alumnos los productos y criterios por evaluar en cada una de las actividades que se desarrollen.

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Organice todos los productos elaborados para formar un portafolios que se cons-truya durante el proceso de la secuencia.

Actividad 1. Tiempo estimado: 60 minutos

Ideas previas

Para favorecer una reconstrucción y construcción de conocimientos es importante que, antes de iniciar el desarrollo de las actividades de la secuencia, se reconozcan las ideas previas de los alumnos acerca del concepto de fuerza, obtenidas de la investigación en el ámbito del aprendizaje de la ciencia:

• Un cuerpo en reposo implica ausencia de fuerzas sobre él y un cuerpo con velocidad constante implica que tiene que actuar una fuerza también constante.

• Un cuerpo que se mueve acaba por pararse; sencillamente, la fuerza que tenía se le acaba.

• Cuando un cuerpo que está en reposo empieza a moverse, es necesario que adquiera fuerza y para ello deberá haber un agente que lo empuje o lo atraiga. En todos los casos, la fuerza depende en exclusiva del agente que realiza la acción.

• Concepción de la fuerza como una propiedad intrínseca de los cuerpos, dotándola de un carácter material, algo que el cuerpo posee y que puede ganarse o perderse.

• Una visión egocéntrica en la que el sistema de referencia viene dado por su propia percepción del fenómeno; se dificulta comprender la relatividad del movimiento y cómo una misma magnitud puede tomar valores diferentes en función del observador y del sistema de referencia utilizado.

Los estudiantes realizan interpretaciones de los fenómenos de la naturaleza en términos de interacción entre cuerpos o sistemas y tienden a establecer relaciones cau-sales simples y en un solo sentido entre dos objetos, en las que siempre hay un agente responsable del cambio.

Se recomienda que el profesorado favorezca la confrontación de las ideas del alumnado acerca de fuerza para que al llevar a cabo las actividades que se plantean re-flexionen en torno a un conocimiento científico.

¡Quieto! Organice al grupo en equipos de cuatro a cinco integrantes. Distribuya a cada equi-po una actividad práctica diferente para que la desarrollen. Pida que cada equipo re-flexione sobre el procedimiento de la actividad, discuta las preguntas que se plan-tean, exponga argumentos y las resuelva.

Nota: se recomienda monitorear a los equipos para identificar las ideas de los alumnos y considerar su nivel cognitivo acerca del tema de modo que se orienten las actividades por desarrollar.

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Materiales:

• Resorte.• Una caja. • Mesa (superficie plana).• Piedras u objetos pesados.

Desarrollo:

Instruya a los alumnos lo siguiente:

• Acomoda un resorte sobre la mesa (veáse la figura 1).• Describe el cambio de movimiento que tiene el resorte en este momento (ver la

figura 1).• Escribe tu predicción acerca del movimiento del resorte si se coloca en la parte

superior una caja de madera con piedras en su interior.• Coloca sobre el resorte una caja de madera con piedras en su interior (veáse la

figura 2).• Describe el cambio de movimiento que tiene la caja de madera con piedras en

su interior, al colocarla sobre la parte superior del resorte..

Figura 1 Figura 2

Pida a los alumnos que contesten las preguntas siguientes:

• ¿A qué se debió el cambio de estado de movimiento que realizó el resorte?• ¿A qué se debió el cambio de estado de movimiento que realizó la caja de made-

ra con las piedras? ¿Qué objetos interactúan en el sistema?• ¿Coincidió la predicción que realizaste acerca del cambio de movimiento del re-

sorte con lo sucedido? Explica.

Solicite al alumnado que elijan un representante de su equipo para que exponga ante los demás compañeros las respuestas que se plantearon.

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Oriente al alumnado para la elaboración de las conclusiones acerca de las fuerzas como resultado de las interacciones de los cuerpos.

¡Todo lo que sube baja!

Materiales:

• Una pelota.

Desarrollo:

• Un estudiante patea un balón hacia arriba, mientras que sus compañeros de equipo observan qué sucede (veáse la figura 3).

• Solicite que anoten sus observaciones.

Figura 3

Pida a los alumnos que contesten las preguntas siguientes:

• ¿Por qué asciende el balón?• ¿Se realizó un cambio en el estado de movimiento del balón al patearlo?• ¿Cuál es la causa de que el balón no siga su curso de manera ascendente?• ¿En qué momento interacciona el estudiante con el balón y cuándo lo hace el ba-

lón con el estudiante? • ¿Qué relación existe entre el balón y la Tierra, al descender?• ¿Cuáles son las interacciones que están presentes en el sistema?

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¡Va y viene!

Materiales:

• Una pelota de esponja• Pared (superficie plana)

Desarrollo:

Pida a los alumnos lo siguiente:

• Que golpeen la pelota con la mano contra la pared de manera horizontal.• Que repitan el proceso anterior dos o tres veces y después, inclinen la mano.

Contesten las preguntas siguientes:

• ¿Por qué la pelota regresa a la mano?• ¿Qué provoca que aumente y disminuya la rapidez del movimiento de la pelota,

o que ésta cambie de dirección?• ¿Se realizó un cambio en el estado de movimiento de la pelota al hacer que re-

bote en la mano?• ¿Por qué la pelota no rebota en la pared?• ¿En qué momento interacciona el estudiante con la pelota y cuándo lo hace la

pelota con el estudiante? • ¿Cuántas interacciones están presentes en el sistema?

Solicite al alumnado que elija un representante por equipo para que exponga ante sus compañeros la situación práctica que desarrollaron y explique la respues-ta a cada pregunta que se planteó.

Oriente a los estudiantes en la elaboración de las conclusiones acerca de las fuerzas que son resultado de las interacciones de los cuerpos.

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Actividad de desarrollo 2 Tiempo estimado: 60 minutos

¿Dónde están las fuerzas?

Recupere la actividad del resorte con la caja de madera para realizar el análisis y reflexión de las fuerzas que actúan en el sistema antes de colocar la caja y después de hacerlo.

Solicite con anterioridad a los alumnos que investiguen en diferentes fuentes de consulta acerca de las características de la fuerza.

Una fuerza es una magnitud vectorial, por lo que para describirla por completo es ne-cesario dar su magnitud (tamaño), dirección y sentido.

Organice al grupo en equipos de cuatro a cinco integrantes, que sean dife-rentes de los de la actividad anterior para tener un intercambio de conocimientos entre sus pares.

Se espera que los alumnos puedan realizar la identificación de las fuerzas que están presentes en el sistema. Es importante propiciar su participación para generar una discusión con argumentos coherentes acerca de la situación (figuras 5 y 6).

Figura 5

Figura 6

I. Fuerza de atracción de la Tierra (hacia abajo), que es igual a su peso.

II. Fuerza del resorte de dirección contraria y misma magnitud que la anterior (hacia arriba).

III. Fuerza de la caja sobre el resorte (hacia abajo).

v. Fuerza que el suelo hace para soste-ner el resorte (de la misma magnitud y dirección contraria que la fuerza de atracción de la Tierra.

Iv. Fuerza de atracción de la Tierra (hacia abajo), que es igual a su peso.

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En la descripción de las fuerzas que están presentes en el sistema se incluye la fuerza de atracción de la Tierra, que es igual a su peso. Es el momento oportuno para precisar la diferencia de los términos, de modo que se confronten los conoci-mientos y, de ser necesario, se favorezca una reestructuración y construcción del conocimiento que tienen los alumnos respecto al contenido del tema.

Aclare a los alumnos los conceptos de masa y peso. Al reflexionar en relación con la masa de un objeto nos referimos a la cantidad de materia que contiene. La masa de un objeto mide la inercia que tiene éste y no depende de su interacción con otro, mientras que el peso del objeto es la fuerza con que la Tierra (o cualquier planeta) lo atrae. La masa es una propiedad del objeto, su peso es producto de su interacción con la Tierra o con otro astro. La masa del objeto es independiente del lugar en el que se encuentra, por lo que una masa de un kilogramo pondrá la misma resistencia a moverse, bien sea que se encuentre en la Tierra o en la Luna. El peso del objeto depende de su masa y del valor de g (gravedad). Recuerda que p = mg. En la superficie de la Tierra g = 9.8 m/s2 (para el empleo en algunos problemas se puede redondear a 10 m/s2).

P Tierra = m g Tierra = (1 kg) (10 m/s2) = 10 kg m/s2

En el sistema internacional de unidades, la unidad de fuerza es el newton, y se abre-via: N. Un newton es la fuerza necesaria para darle a un cuerpo con una masa de 1 kg una aceleración de 1 m/s2.[F] = N = kg m/s2

Recupere su investigación previa de las características de la fuerza; precise que la fuerza es una magnitud vectorial y por lo mismo se representa con una fle-cha que describe la magnitud y la dirección. De igual manera, el newton, N, se em-plea como unidad de fuerza en el sistema (figura 7).

Figura 7

Solicite a los alumnos que analicen la siguiente situación con manejo del lenguaje científico y la información con que se ha trabajado en las actividades anteriores.

50 n (III)

m = 5 kg

50 n (II) 10 n (I)

60 n (Iv)

m= 1 kg

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Pablo llega a comprar un pastel a una tienda comercial y juega con el carri-to en los pasillos, varias veces tiene que detenerse y esquivar a la gente que se en-cuentra en su camino. Después de un momento se da cuenta de que tiene poco tiempo y lo conduce más rápido. Al depositar el pastel en el carrito, se percata de que no puede moverlo con la misma facilidad que antes y tiene que ir despacio.

Contesta las preguntas siguientes:

• ¿Cuáles son los efectos de las fuerzas que se observan en la situación que se pre-senta?

• ¿Qué fuerzas actúan sobre el sistema que se presenta?• ¿Cuáles son los momentos donde se aplica una fuerza que hace que cambie el

estado de movimiento del carrito?• ¿Cuáles son los momentos donde se presenta la aceleración en la situación?

Solicite a los alumnos que elijan un representante de su equipo para que ex-ponga ante sus compañeros la respuesta a cada pregunta que se planteó.

Nota: es importante escuchar al alumnado sin descalificar sus argumentos, ya que esto le permitirá conocer su manejo de los conceptos y sus ideas sobre el tema.

Oriente a los estudiantes en la elaboración de conclusiones para explicar la interacción entre las fuerzas que se presentan en un sistema.

Actividad 3.

¡Todas juntas o por separado! Tiempo estimado: 60 minutos

Continúe favoreciendo en los alumnos el desarrollo de habilidades de análisis de datos para el procedimiento en la suma o resta de vectores por medio de métodos gráficos.

Solicite con anterioridad que investiguen acerca de los diferentes tipos de fuer-zas que existen. Recupere el resultado de la investigación. En el lado izquierdo del pizarrón escriba el significado de los diferentes tipos de fuerzas, y en el derecho ha-ga dibujos que representen a cada una. Establezca la relación entre ellos. Por ejem-plo, explique que la interacción entre las fuerzas se realiza en un sistema físico.

Antes Después

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a) Paralelas. Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo tienen líneas de acción para-lelas (figura 9).

b) Colineales. Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo tienen la misma dirección (figura 10).

c) Concurrentes. Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo tienen el mismo punto de aplicación y diferente dirección (figura 11).

Nota: es importante que los alumnos desarrollen habilidades matemáticas en el uso de números con signo para la elaboración de diagramas de fuerza. En el caso de fuerzas colineales con la misma dirección, la magnitud de la fuerza resultante es la suma de las magnitudes de las fuerzas individuales: Fr = F1 + F2. La dirección de Fr es la misma que la de dichas fuerzas (figura 12).

Figura 12

F1 F2

Fuerza resultante

Figura 10Figura 9

Figura 11

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Cuando las fuerzas colineales tienen direcciones opuestas, primero deben sumarse las que poseen la misma dirección; después, de manera independiente, se suman las magnitudes de las fuerzas que van en dirección contraria. Por último, se restan ambas y el resultado es la magnitud de la fuerza resultante y su dirección, la mis-ma de las fuerzas cuya suma es mayor.

Suma de vectores

Procedimiento para sumar vectores por el método del polígono:

1) Representamos las cantidades vectoriales por medio de flechas y elegimos la escala adecuada.

2) Seleccionamos uno de los vectores que vamos a sumar sin cambiar su dirección, al cual llamaremos vector sumando.

3) Dibujamos el siguiente vector, de manera que su origen coincida con la flecha del primero.

4) Si vamos a sumar un tercer vector, colocamos su origen en la flecha del segun-do vector, de modo que conserve su dirección.

5N 5N

5N

10N

-10N

10N

5N

5N

5N

10N

-5N0

-5N

-5N

-5N

+

+

+

+

=

=

=

=

=

A B

A B

C

C

AB

C

A A B

A A B R

Vector suma: R

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Existe otro medio gráfico para sumar dos vectores concurrentes, el método del pa-ralelogramo. Su procedimiento es el siguiente:

1) Dibujamos los vectores en la escala adecuada, de tal forma que coincidan sus orígenes.

2) Trazamos líneas auxiliares paralelas a cada vector que pasen por sus extremos.

3) Dibujamos el vector suma de manera que su origen coincida con el de los dos vectores y su extremo coincida con el punto de intersección de las líneas auxi-liares.

a

b

vector suma

A B

A B

C

C

AB

C

A A B

A A B R

Vector suma: R

b

a

b

aLíneasauxiliares

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Nota: considere las ideas de los alumnos acerca de reposo para orientar en la cons-trucción de esquemas mentales.

Ideas previas • Aceptar el equilibrio de fuerzas les resulta relativamente fácil, pero comprenderlo

plantea muchas dificultades derivadas, en la mayoría de las ocasiones, de que esas fuerzas surgen de la interacción entre dos o más cuerpos y los alumnos tienen dificultades para entender qué cuerpo es el que experimenta cada una de ellas.

• Piensan que son varias fuerzas implicadas en una lucha en la que predomina la más fuerte. Veían el equilibrio como la resolución de la lucha, después de la cual todas las fuerzas implicadas dejarían de actuar.

• Expresan que si un sistema en equilibrio se desplaza, permanecerá en la nueva posición.

• Creen que una fuerza superior domina a otra más débil.

Nota: oriente a los alumnos para que comprendan que el equilibrio de fuerzas im-plica asumir un sistema de interacciones más o menos complejo según los casos, en el que el equilibrio se alcanza entre fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo, pero resultantes de interacciones diferentes.

Organice al grupo en equipos de tres a cinco integrantes. Distribuya a cada equipo una actividad diferente para que realicen su análisis y reflexión acerca de la concepción de reposo e integren los conocimientos que se han desarrollado en el transcurso de las actividades de la secuencia.

¿Por qué no se mueven?

Materiales: • 2 clavos de 2.5 pulgadas.• Cordón.• 3 dinamómetros de 2000 g.• Juego de escuadras.• Tabla de 60 x 60 cm (con perforaciones).• Transportador.

Desarrollo:

• Instala el dispositivo como se muestra en la figura 13.• Coloca dos clavos en dos perforaciones de la tabla.• Sujeta en cada uno de éstos un dinamómetro y amarra a sus ganchos los extre-

mos de un cordón de cerca de 30 cm de largo.• Abraza éste con el gancho de otro dinamómetro y jálalo hasta que el cordón es-

té tenso.• Con el transportador, mide el ángulo que describe el cordón que une a los dos

dinamómetros.

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• Observa el valor de la intensidad que registra cada uno de los dinamómetros.

Figura 13


• ¿Qué características presentan las fuerzas de los dos dinamómetros que están unidos por medio del cordón?

• ¿Cómo se llama el sistema que forman estas fuerzas?• ¿Cuál es el valor de las fuerzas componentes que se registra en los dinamóme-

tros?• ¿Qué ángulo describen las fuerzas componentes de los dinamómetros 1 y 2?• ¿Cuál es el valor de la fuerza resultante que registra el dinamómetro 3?

Con la escala de 1 cm = 100 g representa lo anterior por medio de vectores y haz los trazos correspondientes para que obtengas la resultante en forma gráfica. Compara el valor de la resultante de la gráfica con la que marca el dinamómetro.

Si no coincide la intensidad de la resultante de una gráfica con la que regis-tra el dinamómetro, explica ¿a qué se debe?

Coloca los clavos en otras perforaciones de la tabla y haz lo mismo que en la manipulación anterior.

Con la escala 1 cm = 100 g representa el sistema de fuerzas por medio de vec-tores. Haz los trazos que te permitan obtener la fuerza resultante.

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• ¿Cuál es el ángulo que describen las fuerzas componentes?• ¿Qué magnitud tienen las fuerzas que forman el sistema?• ¿Cuál es la cantidad de la fuerza resultante que registra el dinamómetro?

Si no coincide la cantidad de la resultante de la gráfica con la registrada en el dinamómetro, ¿a qué se debe?

¡Latas en equilibrio!1

Materiales:

• Tres botes de refresco o recipientes transparentes de plástico.• Un carrete de hilo.• Un palo de escoba.

Desarrollo:

• Pongan agua a tres recipientes vacíos de plástico transparentes o a tres botes de refresco.

• Llenen uno por completo, 3/5 partes el segundo y 4/5 partes el tercero.• Suspéndanlos con dos carretes de hilo sobre un palo de escoba (figura 14).• Con el conjunto de frascos o botes, busquen el equilibrio en lo largo del palo de

escoba.• Den pequeños golpecitos al palo de escoba para reacomodar las latas (de mane-

ra que se pueda despreciar la fricción).• Los hilos en suspensión formarán un ángulo recto: verifiquen con un transpor-

tador.• Dibujen el diagrama que represente el sistema de fuerzas de los botes de refresco.• Expliquen cómo es posible que se logre el equilibrio de los botes de refresco (fi-

gura 14).• Expliquen el significado de reposo de los botes de refresco en el sistema.

Figura 14Sistema de latas en equilibrio

1 SEP, “Sistema de latas en equilibrio”, en La enseñanza de la física en la escuela secundaria. Guía de estudio, México, 1997, p. 108.

5/5

4/5 3/5

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¡Ahora para dónde!

Materiales:

• Una bolsa de azúcar de 2 kg (se puede sustituir).• 5 m de cordón.

Desarrollo:

• Elijan a tres integrantes del equipo.• Amarren un tramo de cordón alrededor de la bolsa de azúcar, a lo largo y a lo

ancho. Corten.• Donde se cruzan los dos tramos, anuden tres tramos de 40 cm, como se muestra

en la figura 15.• Tiren de cada cordón de las formas siguientes:

– En direcciones distintas.– En la misma dirección.– En direcciones opuestas.

• En cada caso realicen diagramas en los que indiquen el movimiento de la bolsa de azúcar.

• Respondan en sus cuadernos: ¿hacia dónde hubieran tenido que tirar para que no se movieran de posición?

Figura 15

Solicite al equipo que elijan un representante para que exponga ante los de-más compañeros la solución de la situación que desarrollaron.

Oriente al alumnado en la elaboración de sus conclusiones acerca del estado de reposo de un cuerpo con el equilibrio de fuerzas actuantes sobre él.

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Actividad 4. Cierre. Tiempo estimado: 60 minutos

¡Resolviendo situaciones! Se sugiere que esta actividad se realice en dos momentos:

1) Que de manera individual solucionen las situaciones que se plantean y entre-guen su respuesta.

2) Que se dividan en equipos de tres personas, expresen su opinión para dar solu-ción a cada situación y hagan entrega de la misma por equipo.

a) La profesora Caro presenta en el pizarrón el diagrama presentado en la figura 16 y solicita a los alumnos que por parejas expliquen la situación planteada.

Figura 16

Dos alumnas discuten:

Una de ellas, Silvia, dice que el diagrama representa a un cuerpo que puede estar en movimiento; de hecho, sugiere que podría tratarse de un objeto que se mueve de manera horizontal.

Su amiga Hilda no está de acuerdo. Piensa que el objeto no puede estar mo-viéndose horizontalmente, dado que no hay fuerzas que actúen en esa dirección; considera que se trata de un objeto que se encuentra en reposo sobre una superfi-cie, pues las fuerzas están balanceadas.

¿Cuál de ellas tiene razón? Explica tu respuesta.

Se espera que el alumno pueda responder que si las fuerzas que actúan so-bre un cuerpo están balanceadas, es decir, si la fuerza neta es cero, el cuerpo se puede estar moviendo con velocidad constante en cualquier dirección.

b) Observen la figura 17 y contesten la pregunta que se plantea.

F N = 20 N

P = 20 N

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Figura 17

Inicial A B C

¿Cuál de las tres posiciones: A, B o C, adoptaría el sistema inicial después de dejarlo libre, si cada cubo tiene la misma masa? Expliquen su respuesta.

Presente cada situación en el pizarrón y señale que los mismos equipos que se formaron para resolverlas participen en dicha resolución.

Favorezca una comunicación en la que los alumnos manejen un lenguaje con términos físicos acerca del manejo de variables en la solución de las situaciones.

¡Reaprender y construir! Tiempo estimado: 30 minutos

c) Los alumnos recuperan el portafolios donde guardaron sus trabajos de cada ac-tividad planteada y realizan una valoración de su aprendizaje al desarrollar la secuencia “La idea de fuerza por medio del cuadro S-Q-A”.

Solicite que por escrito cada alumno exprese la importancia del conocimien-to del sistema de fuerzas en las actividades cotidianas. Pida a cinco de ellos que lean al grupo su escrito para obtener la opinión de los demás.

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Subtema 3.1. Calor y temperatura ¿son lo mismo?


Bloque iii. Las interacciones de la materia.

Un modelo para describir lo que no percibimos

Tema 3. Cómo cambia el estado de la materia.

Subtema 3.1. Calor y temperatura, ¿son lo mismo?• Experiencias cotidianas alrededor del calor y la temperatura.• Explicación de la temperatura en términos del modelo cinético; la me-

dición de la temperatura.• Explicación del calor en términos del modelo cinético. La energía tér-

mica.• Diferencias entre calor y temperatura.• Transformaciones entre calor y otras formas de energía.• Principio de conservación de la energía.



• Realiza experimentos de medición de temperatura en diferentes materiales.• Explica el concepto de temperatura como manifestación de la energía cinética y de los choques

entre partículas del modelo cinético.• Explica el concepto de calor como transferencia de energía térmica entre dos cuerpos debida a su

diferencia de temperatura utilizando el modelo cinético corpuscular de la materia.• Explica algunos fenómenos de transferencia de calor con base en el modelo de partículas y en los

resultados obtenidos a través de la experimentación.• Establece la diferencia entre los conceptos calor y temperatura.• Describe y analiza cadenas de transformación de la energía en las que interviene la energía

calorífica.• Identifica las relaciones que implican la conservación de la energía y las utiliza en su forma algebraica

en la descripción de la transferencia de calor.

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II. Antecedentes/ideas previasLos antecedentes con que cuentan los alumnos son de Ciencias Naturales. Prima-ria. Cuarto grado. Bloque iii, “Las cosas cambian”, lección 20, “¿Caliente o frío?”, y Quinto grado. Bloque IV, “Energía para transformar”, lección 26, “A trabajar con la energía”.

Ideas previas.1 Se incluyen en algunos apartados de la secuencia para que el pro-fesorado conozca hacia dónde tiene que orientar el apoyo a los alumnos respecto a los conceptos calor y temperatura.

1. Calor:Calor/fuente. “...El calor es el Sol” o “...es el fuego”.Calor/estado. “...El calor es una temperatura elevada”, “...el calor es cuando está

caliente”.Calor/efectos. “...El calor me fatiga...”, “...me hace sudar...”.Calor/energía. El calor es algo estático que reside en los cuerpos, por lo que se

ignora el aspecto de transferencia que tiene el mismo.

2. Temperatura:La temperatura como magnitud intensiva.Dependencia de la temperatura respecto a la naturaleza de la sustancia.

III. Actividades sugeridas

Tiempo estimado para el desarrollo completo de la secuencia: 6 horas

Actividad de inicio Tiempo estimado: 20 minutos

• Comente a los alumnos los aprendizajes esperados del subtema “Calor y tempe-

ratura, ¿son lo mismo?”.• Establezca con los alumnos los productos y criterios por evaluar en cada una de

las actividades que se desarrollarán. • Todos los productos que se elaboren formarán parte del portafolios.

Actividad 1 Tiempo estimado: 30 minutos

Las palabras temperatura y calor suelen usarse en el lenguaje cotidiano, aunque con significados múltiples y en muchos casos imprecisos, los cuales son, casi siem-pre, diferentes de los que se da a los estudiantes en Física. Es necesario que el pro-fesorado revise el significado científico de los términos antes de describir las ideas

1 José Hierrezuelo Moreno y Antonio Montero Moreno, “Calor y temperatura”, en La ciencia de los alumnos. Su

utilización en la didáctica de la física y química, México, Laia (Fontamara), 1989, pp. 119-123.

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previas de los alumnos, para así ser un apoyo en la nueva construcción de esque-mas conceptuales de los términos.

Ideas previas

Es importante reconocer las ideas previas de los alumnos acerca del concepto tempe-ratura:

• Se centran en la comprensión de la temperatura como propiedad intensiva más que extensiva de los objetos.

• La temperatura es simplemente la medida de la cantidad de calor (o, en algunos casos, del frío) que posee un objeto. Los objetos más grandes contienen más calor (o frío) y, por tanto, tienen una temperatura más caliente (o más fría).

• La mayoría no parece comprender con claridad por qué la temperatura permanece sin variaciones durante un cambio de fase.

• Con la temperatura se mide el calor; si el calor es caliente… se siente caliente.• La temperatura es la cantidad de calor en ese espacio; nos dice lo caliente que está el

agua.• La temperatura es como una cosa –como el sol–; cuando el sol calienta, sube la

temperatura. Pero el calor, ...hay que hacer algo para que se caliente cualquier cosa. Pero la temperatura viene simplemente, es una temperatura natural.

Rosalind Driver, Edith Guesne y Andrée Tiberghien, “Parte A. Revisión de las ideas de los alumnos”, en Ideas científicas en la infancia y la adolescencia,

Madrid, Morata, 1989, pp. 103-109.

La temperatura es uno de los parámetros que describen el estado de un sis-tema. El conocimiento de la temperatura (junto con otros parámetros) constituye una información esencial para predecir los cambios que pueden ocurrir en un sis-tema cuando interacciona con otro. Es una propiedad macroscópica que expresa el estado de movimiento desordenado de las partículas y está relacionada con la energía cinética de esas partículas.

La energía es un sistema correspondiente al estado de agitación de las partí-culas que lo forman. Se hace referencia a una forma de energía interna de ese siste-ma, en ocasiones denominada energía térmica.

El calor es un parámetro que describe las interacciones entre los sistemas; de manera más precisa: es un proceso de transferencia de energía. La diferencia de tem-peraturas entre dos sistemas determina la transferencia de calor.

Es necesario recuperar los antecedentes acerca de las propiedades generales de la materia: masa, volumen y densidad, en relación con los estados de agrega-ción utilizando el modelo cinético corpuscular.

Se plantean diferentes actividades para proporcionar la asistencia que los alumnos necesitan a lo largo del desarrollo de la secuencia en la construcción de explicaciones de los conceptos temperatura y calor.

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Asociación de palabras

Aplique la siguiente técnica con los alumnos para conocer las asociaciones que uti-lizan en el significado de los conceptos temperatura y calor.

Es un ejercicio útil para indagar cuántas palabras vienen a su mente relacio-nadas con las palabras clave que se proporcionan. Pueden escribir cosas, lugares, ideas, eventos, lo que sea, excepto adjetivos. Tienen tres minutos.

En el pizarrón hagan un listado de las palabras que registraron los alumnos en su cuaderno. Seleccionen aquellas que ayuden a preparar una concepción de temperatura y calor por escrito. La noción que se elabore se guardará en el porta-folios.

Actividades de desarrollo Tiempo estimado: 90 minutos

Al desarrollarse la sesión anterior se explicó que los átomos y las moléculas que conforman la materia no se encuentran en reposo aunque el cuerpo que constitu-yen esté quieto. En los sólidos las partículas vibran de manera continua alrededor de su posición de equilibrio; en los líquidos se mueven con libertad, aunque confi-nadas a un volumen determinado; en los gases se mueven con libertad, ocupando todo el espacio disponible.

Orientaciones didácticas

La temperatura es una variable y se dice que es macroscópica porque define el estado de un conjunto muy numeroso de moléculas. Su valor fluctúa, aunque las fluctuacio-nes son muy pequeñas.

La temperatura es el valor promedio de la energía cinética que poseen las partí-culas cuando se transfiere a ellas una determinada energía.

La unidad de temperatura se define en términos del cambio de presión que de-tecta el termómetro.

Explique que la energía térmica es la suma de las energías de todas las partí-culas que componen un cuerpo. La temperatura es el valor promedio de la energía cinética de estas partículas. La temperatura de un objeto aumenta cuando se in-crementa la energía cinética promedio de las partículas que lo componen; y dismi-nuye cuando dicho promedio baja. Por otra parte, cuando la energía potencial de las partículas aumenta o disminuye sin que haya un cambio en la energía cinética promedio, entonces se produce un cambio de estado sin haber un cambio de tem-peratura.

Actividad 2

Con estas actividades se espera que los alumnos reflexionen acerca de las sensa-ciones fisiológicas de calor y de frío, que son el origen de un preconcepto de tem-

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peratura. Asimismo, podrán apreciar las variaciones de temperatura de acuerdo con la intensidad de estas sensaciones, pero el sentido del tacto carece de la sensi-bilidad necesaria para diferenciar un cuerpo con una temperatura de 50 ºC de otro que se encuentre a 52 ºC, o para identificar el momento en que un cuerpo aumenta su temperatura a 180 ºC.

Es importante que los alumnos construyan una interpretación de la tempera-tura como uno de los parámetros que describen el estado de un sistema. De igual forma, el conocimiento de la temperatura de un sistema constituye una informa-ción esencial para predecir los cambios que se producirán en él cuando interactúe con otro sistema.

Fría, caliente o tibia

Organice al grupo en equipos de cuatro a cinco integrantes y pídales que realicen la siguiente actividad con el fin de apreciar la importancia de un patrón de medida para la temperatura.

Material:

• Cuatro recipientes para colocar agua.• Una parrilla.• Hielos.• Agua de la llave.• Una olla.

Procedimiento:

a) Calentar agua en una olla, por 10 minutos en la parrilla y verter en un recipien-te –cuidar que el agua esté bastante caliente pero que no vaya a lastimar a los alumnos.

b) Al mismo tiempo, en otro recipiente con agua a la mitad, verter ocho hielos y dejar pasar unos 10 minutos.

c) Colocar en los últimos dos recipientes, A y B –rotularlos–, agua de la llave a temperatura ambiente.

d) Pedir que alguien del equipo introduzca una mano en el recipiente de agua he-lada y la otra en el de agua caliente.

e) Después de unos 20 segundos, debe poner una mano dentro del recipiente A y la otra en el B. Registrar en su cuaderno en cuál de los dos recipientes el agua está más caliente.

f) Cambiar de posición los recipientes con agua fría y con agua caliente para que otro estudiante repita el procedimiento y registre en su cuaderno cuál de los dos recipientes contiene agua más caliente.

g) Un tercer compañero meta una mano en el recipiente A y la otra en el recipiente B para que indique y se registre en cuál de los dos está más caliente.

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Solicite al alumnado que elija un representante por equipo para explicar la situación de los recipientes y que utilice el modelo de la estructura de la materia. Elaboren sus conclusiones.

Las actividades que se señalan en estas dos primeras actividades (relación de palabras y sensación fisiológica del calor) deben permitirle aplicar el modelo y su-perar algunas de las ideas previas. Una vez que se plantean las experiencias, deben recurrir al modelo y mejorar su interpretación con base en el modelo mismo y no en el pensamiento espontáneo.

De igual modo, haga surgir la necesidad de una escala comparable para evi-tar las consideraciones subjetivas en un modelo que debe describirse y explicar lo que sucede con un fenómeno específico.

El termómetro y “¿Dónde quedó la bolita?”

Organice al grupo en equipos de cuatro a cinco integrantes, que sean diferentes de los de la actividad anterior para realizar un intercambio de conocimientos.

Proponga a los alumnos la construcción de un instrumento para medir la va-riación de la temperatura: un termómetro o “¿Dónde quedó la bolita?”. Elija qué ac-tividad efectuará cada equipo, ya que ambas tienen la misma finalidad de uso.

Se recomienda monitorear a los equipos para identificar las ideas de los alumnos y considerar su nivel cognitivo acerca del tema. Así podrán orientarse después las actividades que se desarrollarán.

Termómetro

Material:

• Un foco incandescente (sin filamento).• Un tapón perforado(igual diámetro de la boquilla del foco) o plastilina. • Un tubo de vidrio de 15 cm.• Color vegetal.• Una vela.• Cerillos.• Una regla.• Un rectángulo de cartulina color blanco, de 5 cm de ancho x 10 cm de largo.• Un gotero.• Un vaso de plástico.

Procedimiento:

a) Calentar un extremo del tubo para sellarlo. Sujetarlo con un trapo para no que-marse. Figura 1.

b) Armar el dispositivo que se muestra en la figura 2.

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c) Llenar el foco hasta la mitad con agua y agregar un poco de colorante para te-ñirla.

d) Colocar el tapón sobre la boquilla del foco o con la plastilina formar un tapón. e) Marcar en la cartulina divisiones a 1 cm de distancia entre ellas para tener una

escala, y pegarla con cinta adhesiva en el tubo de vidrio.f) Sostener con una mano el foco de la parte del tapón.g) Colocar en una superficie plana la vela y encenderla con un cerillo.h) Acercar la base del foco sobre la flama de la vela por cinco segundos.

Figura 1

Figura 2

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Describir el funcionamiento del instrumento que realizaron y responder a las siguientes preguntas:

• ¿La constitución del vidrio con el que está hecho el foco, soporta altas tempera-turas?

• ¿Se puede registrar cualquier temperatura de un líquido? Explica.• ¿Es confiable la medición que se obtiene de la temperatura de los diferentes lí-

quidos? Explica.• ¿Se tiene con el instrumento una unidad de medición estándar? Explica.• ¿Cuáles son las limitaciones de la construcción del instrumento? Explica.

¿Dónde quedo la bolita?

Material:

• Un foco incandescente (sin filamento).• Un tapón perforado (igual diámetro de la boquilla del foco) o plastilina. • Un tubo de vidrio doblado a un ángulo de 90°.• Color vegetal.• Una vela.• Cerillos.• Un gotero.• Un vaso de plástico.

Procedimiento

a) Tomar con el gotero un poco de agua coloreada e introducir una gota en el tubo como se muestra en la figura 1.

b) Armar el dispositivo que se muestra en la figura 2.c) Colocar sobre la boquilla del foco el tapón o con la plastilina formar un tapón. d) Sostener con una mano el foco de la parte del tapón.e) Colocar en una superficie plana la vela y encenderla con un cerillo.f) Acercar la base del foco sobre la flama de la vela por cinco segundos (figura 3).

Figura 1.

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Figura 2. Figura 3.

Contestar las siguientes preguntas:

• ¿Cuáles son las partes que forman el sistema? • ¿Qué causa que se desplace la gota de agua? Explicar• ¿Qué sucede dentro del foco al acercar la base a la flama de la vela? Explicar

Solicite a los alumnos que elijan un representante de equipo para que expon-ga ante sus compañeros la situación práctica que desarrollaron. De igual manera, que explique las respuestas a las preguntas que se plantearon.

Elaborar la conclusión debe permitir también reflexionar sobre cuáles mate-riales son los más útiles para la construcción de termómetros y por qué, todo en función de describir qué pasa con su estructura al ponerlos en contacto con una fuente de calor. Incluso puede comentarse por qué es necesario entender las esca-las de medición para contar con una medición confiable. Actividad 3

Tiempo estimado: 30 minutos

Solicite a los alumnos que busquen información acerca de la aportación de Galileo a la construcción del primer instrumento que “juzga las variaciones en la tempe-ratura por las variaciones de otras propiedades de los cuerpos”; ello como antece-dente del termómetro.

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Recupere la información que investigaron los alumnos en relación con la mencionada aportación y propicie una discusión para introducirlos en el uso de un instrumento como el termómetro para medir la temperatura de un cuerpo.

Elaboren conclusiones acerca del registro de datos con el uso de instrumen-tos apropiados en la medición de diferentes temperaturas.

Propicie la reflexión de que cualquier propiedad de la materia que cambie de manera continua y sensible con la variación de temperatura, puede utilizarse en la construcción de un termómetro y se denomina propiedad termométrica. Hay mu-chas propiedades físicas que cambian al variar la temperatura; por ejemplo: la lon-gitud de una barra sólida, el volumen de un líquido, la presión de un gas que se mantiene a volumen constante, la resistencia de un conductor eléctrico y el color de ciertos materiales. Los termómetros más comunes, como el que se usa en casa (termómetro clínico) y el del laboratorio, se basan en la variación del volumen de un líquido.

El mercurio es el líquido usado con más frecuencia en los termómetros de vi-drio, aunque también se utilizan otros líquidos como alcohol y tolueno. En el cua-dro 1 se muestra la gama de temperaturas que pueden medirse con éstos.

Cuadro 1

Líquidos usados en los termómetros de tubo de vidrio

Líquido Gama de temperatura que puede medir (0C)

MercurioAlcoholToluenoPentano

-35 a 510-80 a 70-80 a 100-200 a 30

Hable con los estudiantes acerca de que se puede elegir una gran variedad de escalas de temperatura, pero la más usual es la escala Celsius o centígrada. En ésta se toma como referencia la temperatura a la que el hielo se derrite, y se le asig-na en forma arbitraria el cero, y a la que el agua hierve a presión atmosférica es-tándar, que se toma como 100. La distancia entre estos dos puntos se divide en 100 partes iguales; cada una de ellas corresponde a un grado Celsius. Otra escala que se usa en los países de habla inglesa es la de Fahrenheit, en la que la temperatura a la que se funde el hielo corresponde a 32 ºF, y la temperatura a la que el agua hier-ve corresponde a 212 ºF. Es importante mencionar la unidad de temperatura del Sistema Internacional de Unidades que se usa en las investigaciones científicas. Ésta es la llamada escala absoluta; en ella un grado Kelvin (K) equivale a un grado Celsius; sin embargo, el cero de esta escala se asocia con el estado en el que no hay movimiento de las moléculas o átomos que componen la materia. En esta escala el cero Celsius corresponde al 273 K (ver la figura 1).

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Orientación didáctica

Es muy común que en los problemas de cálculo de temperaturas con las distintas es-calas, el alumno pierda de vista el problema físico y caiga en ejercicios rutinarios sin provecho alguno. El maestro debe evitar introducir fórmulas de dudoso valor didácti-co, y sí permitir, en cada problema, que el alumno razone sobre la situación física, te-niendo en cuenta que los termómetros, aunque graduados en distintas escalas, están en contacto con el mismo cuerpo, a la misma temperatura y, por lo tanto, las columnas de mercurio de distintos termómetros deben subir hasta el mismo punto.

SEP , “Errores frecuentes”, en Libro para el maestro. Física. Educación Secundaria, México, 1995, p. 134.

Figura 1

Actividad 4 Tiempo estimado: 60 minutos

Recupere los antecedentes con que cuentan los alumnos para centrar su atención en el estudio de la energía cinética que tiene el cambio en las velocidades de partí-culas, y en que toda aceleración significa por fuerza movimiento.

En la actividad práctica siguiente dos cuerpos, uno caliente y el otro frío, permanecen en contacto durante algún tiempo y terminan por alcanzar un esta-do de equilibrio entre ambos, ya que después los dos poseen la misma temperatu-ra, es decir, sus partículas poseen la misma energía cinética porque la temperatura equivale al valor promedio de la energía cinética que poseen las partículas cuando se les transfiere calor.

Punto deebullicióndel agua C

elsius

Kelvin

Punto de congelaci óndel agua

Temperaturadel cuerpo humano

Cero absoluto

Fahrenheit

ºK ºC ºF

373.15 ºK

293.15 120

110

90

80

70

60

50

20

10

243

230

194

176

158

140

122

68

50

283.15

263.15

253.15

243.15

233.15

223.15

293.15

283.15

100ºC

37ºC

25ºC

0ºC

212ºF

93.6ºF

77ºF

32ºF

310.15 ºK

298.15 ºK

273.15 ºK

0ºK

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Botellas desconcertantes

Realicen la actividad que representa una corriente de convección por la diferencia de temperaturas y donde se aprecia el movimiento interno.

Material:

• Cuatro botellas de boca ancha.• Charola de plástico o de metal.• Dos cuadros de cartulina.• Dos colorantes diferentes para pintar el agua.• Agua fría y agua caliente.

Procedimiento: a) Llenar dos botellas con agua fría y dos, con agua caliente.b) Colocar colorante en las botellas con agua caliente. c) Sobre la charola, colocarlas como se indica en la figura. Utilizar un trozo de car-

tulina para evitar que el agua se pase de una botella a otra al momento de in-vertirla. Retirar las tarjetas con cuidado para permitir que el agua entre en con-tacto.

Solicite a los alumnos que representen por medio de un dibujo lo que suce-

dió con los líquidos de las botellas; sugiera que utilicen el modelo cinético.

Oriente a los estudiantes en la elaboración de la noción de calor a partir de la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos debida a la diferencia de tem-peratura, en donde las partículas con alta velocidad se mueven a otro medio con partículas de menor velocidad.

Fría Caliente

Caliente

Charola

Fría

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Transmisión de calor

Introduzca a los alumnos en el tema de transmisión de calor. Ejemplo: la mayo-ría de los utensilios de cocina que entran en contacto con el fuego tienen mangos aislantes, para evitar que nos quememos. Cuando el pavimento se calienta, tam-bién lo hace nuestra casa por el aire que se eleva desde la calle. Sin embargo, el ca-lor que viene del Sol nos llega sin atravesar un medio material. Tenemos aquí tres ejemplos de transmisión del calor: conducción, convección y radiación.

La propagación de calor por conducción se lleva a cabo sin transporte de ma-teria. Las partículas que están a mayor temperatura tienen mayor energía cinética y en los choques con las otras partículas les ceden parte de la energía que poseen. Hay sustancias, como los metales, que son buenos conductores térmicos porque sus electrones casi libres permiten el flujo fácil de energía. Ejemplo: al tocar una cuchara de plata la sentimos más fría que la mesa de madera en la que estamos. Los sentidos nos engañan: las dos están a la misma temperatura, pero el metal conduce mejor y extrae con mayor rapidez el calor de nuestra mano, de ahí la sen-sación de frío. ¿Por qué son diferentes?

Material:

• Dos alambres de igual diámetro: cobre y hierro, de 20 cm cada uno.• Una vela.• Unas pinzas.• Cerillos.

Procedimiento:

• Tomar los dos alambres y enrollarlos por sus extremos.• Colocar en uno de los extremos de cada alambre un trozo de parafina o cera.• Sostener con unas pinzas los alambres que están enrollados.• Calentar con una flama el extremo opuesto de los alambres.

FeCu

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Dar una explicación de lo que sucede en la actividad con base en el modelo cinético-molecular.

La actividad puede modificarse para favorecer el desarrollo de habilidades en los alumnos. Por ejemplo, enciendan velas a intervalos diferentes y midan los tiempos en los cuales se deshace la parafina. También pueden colgarse pequeños objetos, como alfileres o clips, en cada punto, a fin de mostrar el momento en el que se desprende. Con los datos se elabora una gráfica de cómo “avanza” el calor por el material. De nuevo, emplear el modelo para explicar esta “onda de calor” es fundamental para los propósitos del programa. Actividad 5

Tiempo estimado: 30 minutos

Es fundamental insistir y promover la reflexión sobre la relación entre energía ci-nética (movimiento y quién realiza el trabajo o de dónde proviene la energía) y su traducción a energía calórica. Esto debe proporcionar los elementos suficientes pa-ra trabajar con la idea de la transformación de la energía y, por tanto, establecer una primera aproximación a la conservación de la energía. Para ello resulta vital la recuperación del modelo.

Diversos experimentos llevaron al físico y fisiólogo Hermann von Helmholtz (Alemania, 1821-1894) a formular la ley de conservación de la energía.

En el establecimiento del principio de conservación de energía, la palabra ca-lor se refiere a la transferencia de energía entre una parte y otra del sistema o entre el sistema y sus alrededores, más que a algo contenido en el sistema.

La ley general de conservación incluye tanto el trabajo como el calor, y se re-quiere hablar del cambio de la energía total del sistema.

La ley de conservación se expresa de dos maneras:

a) En términos de un sistema aislado, en el cual la cantidad de energía perma-nece constante. Un sistema aislado es aquel donde no se hace trabajo sobre el sistema, ni el sistema realiza trabajo sobre los alrededores; en el que no hay intercambio de calor entre el sistema y sus alrededores.

b) A partir de que el cambio de energía de un sistema no aislado es igual al trabajo neto hecho sobre el sistema, más el calor neto agregado al sistema.

Es necesario favorecer la reflexión en los alumnos para que construyan es-quemas cognitivos de mayor complejidad.

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1Ana María Sánchez et al., “Otros motores”, en Energía. Historia de la ciencia y la técnica, Méxi-co, UNAM, 1999, pp. 31-33.

Cadenas de transformación de la energíaTiempo estimado: 30 minutos

Realicen una lectura comentada acerca de como emplear el conocimiento de la con-servación de la energía.

Otros motores1

El motor de combustión interna es el más conocido en la actualidad, ya que es el que utilizan los automóviles, pese a ser contaminante y poco eficaz. Un motor de combustión externa que fue importante competidor de la máquina de vapor en el siglo XIX es el motor de aire caliente de ciclo Stirling (figura 1), inventado por el in-geniero escocés Robert Stirling, dicho motor también utiliza el calor como fuente de energía. Aunque el motor Stirling había caído en el olvido, en fechas recientes ha revivido el interés por emplearlo pues no contamina, no es ruidoso y su mante-nimiento es sencillo. Sin embargo, aún se requiere de investigación para utilizarlo con amplitud.

Figura 1

Motor StirlingLa aplicación de la transformación de energía calorífica en movimiento, prin-

cipio que se encuentra detrás de todos los motores que hasta aquí hemos descri-to, no sólo facilitó el trabajo humano, sino que dio lugar al estudio científico de la energía. Conforme pasa el tiempo, ha sido posible imaginar y construir muchos otros tipos de motores. Entre ellos, los más importantes son los eléctricos.

El desarrollo de los motores eléctricos requirió de la comprensión y el apro-vechamiento de otra transformación de la energía. Oersted y Faraday descubrie-ron, a principios del siglo XIX, que el magnetismo y la electricidad están relaciona-dos. Eso hizo posible, aunque mucho más adelante, el uso de este principio en la construcción de motores como los que se usan en los aparatos domésticos e indus-

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triales.Solicite a los alumnos la elaboración de sus conclusiones en relación con las

transformaciones de energía a partir de la energía calorífica.

Actividad 6. Cierre Tiempo estimado: 60 minutos

Organice al grupo en equipos de cuatro a cinco integrantes, que sean diferentes de los de las actividades en el desarrollo del subtema, para así tener un intercambio de los conocimientos que han construido en esta secuencia.

Cambios de estado del agua

La actividad consiste en calentar un trozo de hielo y observar los cambios que su-ceden en él.

Es relevante que los alumnos describan el proceso de la situación que se pre-senta, con los cambios de temperatura que sufre el hielo en forma continua hasta que se derrite y después se evapora.

Utilicen a lo largo del proceso el modelo cinético-molecular para representar los choques de las partículas por medio de dibujos.

Es importante conocer el manejo por parte del alumnado de las variables que se han estado trabajando en la secuencia anterior: volumen, densidad, masa y los diferentes estados físicos interpretados con el modelo cinético de partículas.

Acérquense a un nivel abstracto-conceptual que contribuya al establecimien-to de relaciones claras y de razonamientos coherentes.

Pida a los alumnos lo siguiente.

Observen la gráfica 1.

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Gráfica 1La gráfica está compuesta de cinco tramos rectos. Con base en el modelo cinético-molecular, ¿qué sucede con los estados físicos del agua?

Primer tramo (inicia en -60º C):

Segundo tramo:

Tercer tramo:

Cuarto tramo:

Quinto tramo:

De los dos tramos horizontales que tiene la gráfica anterior, el segundo (es decir, el cuarto tramo general en el que el agua se evapora por estar a 100 °C) es varias veces más largo que el primero. Explica qué significa esto con base en el modelo cinético-molecular; ¿qué pasa con la energía?

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Anexo Lista de material para la realización de las actividades de la secuencia

3.1. La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos

Nota. Elegir por equipo una actividad y será el material que va a tener que conseguir.

¡Pila corriente!

Material• Un vaso. • Una botella de vinagre. • Un trozo de tubo de cobre (de los que se usan para llevar agua a las casas). • Un sacapuntas metálico. • Cables eléctricos. • Un reloj despertador que funciona con pilas.

¿Quién opone resistencia?

MaterialA) Ancho/delgado

Un frasco de vidrio de boca ancha (mayonesa o café, cont. neto. 300 g).Un frasco de vidrio de boca pequeña (600 ml).100 tachuelas.

B) Largo/cortoManguera de 40 cm de longitud y 1 cm de diámetro.Manguera de 15 cm de longitud y 1 cm de diámetro.

C) Liso/ásperoManguera de 30 cm de longitud y 1 cm de diámetro.Manguera corrugada, para instalación eléctrica, de 30 cm de longitud y 1 cm de diámetro.

¡Buenos y malos!

Material• Pedazo de madera.• Regla de plástico.• Clavo.• Tornillo.• Pila de 9 V.• Foco de bajo voltaje (1.5 V, por ejemplo).• Alambres.

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Semáforo

Materiales:• Alambres.• Lata de refresco (vacía).• 1/8 de hoja de papel cascarón.• Cinta adhesiva.• Pila de 9 V.• 3 leds (verde, rojo y amarillo).• 1 m de cable bipolar.• 1 palo de madera, de 20 cm.• 1 lija (delgada, de agua).• 1 cuchilla (cúter).

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Anexo 10Secuencia didáctica

Subtema 3.1. La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos


Bloque IV. Manifestaciones

de la estructura interna de la materia.

Tema 3. Los fenómenos electromagnéticos.

Subtema 3.1. La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos.



• Analiza el proceso histórico que llevó al descubrimiento del electrón.• Analiza la función del electrón como portador de carga eléctrica.• Analiza y contrasta las ideas y experimentos que permitieron el descubrimiento de la

corriente eléctrica.• Reinterpreta los aspectos analizados previamente sobre la corriente eléctrica con base en el

movimiento de los electrones.• Describe la resistencia eléctrica en función de los obstáculos para el movimiento de los

electrones en los materiales.• Clasifica materiales en función de su capacidad para conducir la corriente eléctrica.

II. Antecedentes/ideas previas

Los antecedentes con que cuentan los alumnos son de Ciencias Naturales. Primaria. Quinto gra-do. Bloque IV, “Energía para transformar”, lección 25, “Las fuentes de energía”, lección 28, “La energía eléctrica” y lección 32, “Energía y sociedad”.

Ideas previas.1 Se incluyen en algunos apartados de la secuencia para que el profesorado conozca hacia dónde tiene que orientar el apoyo a los alumnos respecto al concepto de corriente eléctrica.

Intensidad de corriente.Modelos para la interpretación de los circuitos.Diferencia de potencial.Analogías en la enseñanza de la electricidad.

1 José Hierrezuelo Moreno, y Antonio Montero Moreno, “Circuitos eléctricos”, en La ciencia de los alumnos. Su utilización en la didáctica de la física y química, México, Laia (Fontamara), 1989, pp. 165-191.

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III. Actividades sugeridas Tiempo total: 6 horas

Actividad de inicioTiempo estimado: 10 minutos

• Comente al alumnado los aprendizajes esperados del subtema “La corriente eléctrica en los fenómenos cotidianos”.

• Establezca con los estudiantes los productos y criterios por evaluar en cada una de las actividades que se desarrollarán.

• Todos los productos que se elaboren formarán parte del portafolios y ayudarán a la realización del proyecto.

Actividades de desarrolloTiempo estimado: 90 minutos

1. ¡Un viaje a través del tiempo!


Se pretende que los alumnos analicen las aportaciones de los científicos en la búsque-da de explicaciones a fenómenos naturales. Asimismo, que reconozcan que, dado que el modelo atómico vigente en su época no tenía elementos suficientes, se propicia la construcción de nuevos conceptos para llegar a establecer nuevos modelos atómicos.

Es necesario aclarar que el estudio del proceso histórico no tiene que consistir en una serie de nombres, fechas y hechos que el alumnado deba aprender de memoria.

Forme equipos de cuatro a cinco integrantes y proporcione a los alumnos la lectura “Historia: modelos atómicos”. Pídales que dibujen y construyan un modelo que describa las características y componentes fundamentales de cada uno de los diferentes modelos de la materia que se han desarrollado a lo largo de la historia de la ciencia.

Solicite a los alumnos que expliquen dichas características al resto del gru-po. Después, que revisen su cuaderno o los trabajos del portafolios para recuperar los antecedentes de las experiencias de la estructura de la materia, trabajados en el bloque II del subtema: 4.1, “¿Como por acto de magia? Los efectos de las cargas eléctricas” (el estudio del subtema permitió un acercamiento a la electricidad des-de una perspectiva macroscópica y ahora en nivel microscópico), así como del blo-que III: subtemas 2.1 “¿Un modelo para describir la materia?” y 2.2, “La construc-ción de un modelo para explicar la materia”.

Historia: modelos atómicos

Desde la antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la ma-teria. Por lo mismo, el modelo de la materia que imperó fue el de los elementos bá-sicos de Aristóteles: aire, fuego, agua y tierra; además del éter, de los cuales -supo-nían- estaban compuestas todas las sustancias del mundo terrestre y etéreo.

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reactivos 1(masa m1)

reactivos 2(masa m2)

Producto 1(masa m3)

Producto 2 (masa m4)

reacción

Alrededor del año 400 años a.C. el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían dividir-se en otras más pequeñas y llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir “indivisibles”. Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.

Sin embargo, las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y no fue sino hasta cerca de 2 200 años después que la idea de los átomos se tomó de nuevo en consideración.

John Dalton 1808

En 1808 John Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia, las cuales han servido como base de la química moderna. Los principios funda-mentales de esta teoría son los siguientes (figura 1):

Figura 1

1. La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos.2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propieda-

des. Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades quími-cas. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.

3. Los compuestos se forman al combinarse los átomos de dos o más elementos en proporciones fijas y sencillas. De tal modo, en un compuesto los átomos de cada tipo están en una relación de números enteros o fracciones sencillas.

4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún átomo de un elemento desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento.

m1+m2+m3+m4

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Se pretende que los alumnos comprendan el nivel de estudio microscópico de la es-tructura interna de la materia y las limitaciones del modelo atómico que se utilizaba en esa época.

Joseph John Thomson 1897

Por los experimentos que se habían realizado, ya se conocían las cargas eléc-tricas, sus tipos y comportamiento.

Descubrimientos experimentales

Con la lectura de la siguiente metáfora los alumnos entenderán el experimento lle-vado a cabo por Joseph John Thomson.

Un sultán ofrece la mano de su hija al príncipe que descubra en cuál de tres pasteles está escondido un gran diamante. La única condición es no partirlos. El que falle lo pa-gará con su vida. Ningún pretendiente se atreve a adivinar hasta que llega un experto tirador de dardos. Al atravesar cada pastel con dardos, sólo en uno de ellos un dardo rebotaría: ahí estaría el diamante escondido.

La primera evidencia de la existencia de partículas subatómicas y, por tanto, de que los átomos no eran indivisibles como postulaba la teoría atómica de Dalton, se obtuvo de los estudios de la conductividad eléctrica de gases a bajas presiones. Los gases son aislantes para voltajes bajos. Sin embargo, frente a voltajes elevados se vuelven conductores. Cuando en un tubo de vidrio que contiene un gas se hace parcialmente el vacío y se aplica un voltaje de varios miles de voltios, fluye una co-rriente eléctrica a través de él. Asociado a este flujo eléctrico, el gas encerrado en el tubo emite rayos de luz de colores, denominados rayos catódicos, que son desvia-dos por la acción de los campos eléctricos y magnéticos. Mediante un estudio cui-dadoso de esta desviación, J. J. Thomson demostró en 1897 que los rayos estaban formados por una corriente de partículas de carga negativa, que llamó electrones (figura 2).

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Figura 2

La identificación por parte de J. J. Thomson de los electrones, partículas suba-tómicas cargadas negativamente, mediante el estudio de los rayos catódicos, y su posterior caracterización, le llevaron a proponer un modelo de átomo que explica-ra dichos resultados experimentales. Se trata del modelo conocido informalmente como el pudín de pasas, según el cual los electrones eran como “pasas” negativas incrustadas en un “pudín” de materia positiva.


Propicie en los alumnos el análisis y la contrastación de los experimentos que se reali-zaron para demostrar la existencia de partículas subatómicas con carga negativa y que permitió el descubrimiento del electrón dejando atrás el modelo que se manejaba para proponer uno nuevo que daba respuesta a diversos fenómenos naturales.

Ernest Rutherford 1911

Los experimentos llevados a cabo en 1911 bajo la dirección de Ernest Ruther-ford modificaron las ideas existentes sobre la naturaleza del átomo. Rutherford y sus colaboradores bombardearon una fina lámina de oro con partículas alfa (nú-cleos de helio) procedentes de un elemento radiactivo y, a través de una pantalla fluorescente, observaron en qué medida se dispersaban las partículas.

La mayoría de ellas atravesaba la lámina metálica sin cambiar de dirección; sin embargo, unas pocas eran reflejadas hacia atrás con ángulos pequeños.

El resultado era por completo inesperado, incompatible con el modelo de áto-mo macizo entonces prevaleciente. Mediante un análisis matemático de las fuer-zas involucradas, Rutherford demostró que la dispersión era causada por un pe-queño núcleo con carga positiva, situado en el centro del átomo del oro. De esta forma dedujo que la mayor parte del átomo es espacio vacío, lo que explicaba por qué casi todas las partículas que bombardeaban la lámina de oro pasaban a través de ella sin desviarse (figura 3).

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Figura 3

Rutherford, con base en los resultados obtenidos en sus experimentos de bombardeo de láminas delgadas de metales, estableció el llamado modelo atómico de Rutherford o modelo atómico nuclear. Dicho modelo está formado por dos par-tes: núcleo y corteza. El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, donde se encuentra toda la carga positiva y, prácticamente, toda la masa del átomo. Esta carga positiva del núcleo, en la experiencia de la lámina de oro, es la responsable de la desviación de las partículas alfa (también con carga positiva). La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las dimensiones del núcleo. Eso ex-plica que la mayoría de las partículas alfa atraviesa la lámina de oro sin desviarse. Aquí se encuentran los electrones con masa muy pequeña y carga negativa. Como en un diminuto sistema solar, los electrones giran alrededor del núcleo, igual que los planetas alrededor del Sol. Los electrones están ligados al núcleo por la atrac-ción eléctrica entre cargas de signo contrario.

En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz blanca visible procedente del sol puede descomponerse en sus diferentes colores mediante un prisma. El es-pectro que se obtiene es continuo; contiene todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta. Cada elemento (es decir, cada tipo de átomos) posee un espectro ca-racterístico que puede utilizarse para identificarlo.


Es importante que los alumnos valoren el avance científico que se logra por medio de las investigaciones que se realizan en la construcción de nuevos conceptos, y las argu-mentaciones que se proporcionan en la solución a situaciones que se plantean.

La información que se les proporcione de los nuevos modelos atómicos se orien-ta a favorecer una visión de la ciencia en cambio constante.

Con el modelo atómico de Rutherford no se explicaban estas emisiones dis-cretas de radiación por los átomos. Se requería un nuevo modelo en el cual, a la vez que las cargas eléctricas negativas tuvieran la posibilidad de acercarse o alejarse del núcleo atómico, cada punto pudiera ser una órbita como las descritas por Ru-therford, es decir, estable. Además, el modelo debería poder explicar dos hechos experimentales:

1. Para que una carga eléctrica se aleje del núcleo atómico, libera energía en forma de luz (los espectros).

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2. Para que una carga eléctrica se acerque al núcleo atómico requiere energía, por lo que la absorberá del medio (figura 4).

Niels Bohr 1913

Figura 4

El científico danés Niels Bohr propuso un modelo atómico que explicaba estos hechos y predecía muchos más. Su modelo establecía diferentes niveles de energía para los electrones alrededor del átomo y los ponía a girar en diferentes planos.

Solicite a los alumnos que presenten sus modelos atómicos ante sus compa-ñeros. Disponen para ello de 15 minutos. Pídales que presten atención a las presen-taciones de los demás equipos para hacer recomendaciones o precisiones.

Contrasten los modelos para señalar sus alcances y limitaciones en la expli-cación de fenómenos que se presentan. Elaboren conclusiones acerca de:

• La importancia del desarrollo histórico de las ideas acerca del átomo y del electrón, mediante representaciones que se realizan con modelos.

• El avance de la ciencia y lo inacabado del conocimiento científico.

2. ¿Electrón negativo?Tiempo estimado: 40 minutos

Solicite a los alumnos que elaboren una línea del tiempo con los aspectos impor-tantes de los experimentos relacionados con la corriente eléctrica.

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El descubrimiento de la corriente eléctrica

A mediados del siglo XVIII se efectuaron experimentos para estudiar la electricidad que se producía en algunos animales. Luigi Galvani se percató de que las patas de las ranas se contraían al sacar chispas de la máquina eléctrica y tocar al mismo tiempo los nervios musculares con el bisturí. Al investigar el hecho, Galvani com-probó que la condición característica del fenómeno era un arco conductor formado por dos metales y unido por sus extremidades libres con el nervio o músculo de la rana, con lo que se formaba un circuito completo.

En las reproducciones que realizó del experimento de Galvani, Alessandro Volta encontró que los nervios de las ranas no son, precisamente, los causantes de producir los fenómenos eléctricos que se habían detectado y hemos descrito: dos metales y el músculo son suficientes para producir el efecto. Debido a ese descu-brimiento primario, Volta remplazó con trapos mojados el contacto de músculos de la rana del experimento de Galvani. En ese momento se creaba virtualmente la fuente primaria de corriente eléctrica continua. Con dos metales y un trapo húme-do se creaba la pila eléctrica.

Así se inician las búsquedas sistemáticas que revelarán, una tras otra, las propiedades electrolíticas, térmicas y magnéticas de la corriente eléctrica.

Los ingleses William Nicholson y Anthony Carlisle descompusieron el agua con la corriente de la pila y observaron la formación del oxígeno y del hidrógeno liberados por ella. Thomas Seebeck (1770-1831) tropezó con el fenómeno de las co-rrientes térmicas: puso de manifiesto que en un circuito compuesto por dos meta-les diferentes se produce corriente cuando las dos soldaduras no están a la misma temperatura. El relojero francés Jean Athanase Peltier (1785-1845) descubrió el fe-nómeno recíproco, el cambio de temperatura que el pasaje de la corriente provoca en un circuito bimetálico.

El invento de Volta favoreció el desarrollo tecnológico actual, mismo que per-mite gozar de múltiples beneficios.

¡Pila corriente!

Oriente a los alumnos en la construcción de un dispositivo: pila casera para obte-ner una corriente eléctrica a partir de una reacción química.

Materiales:

• Un vaso. • Una botella de vinagre. • Un trozo de tubo de cobre (de los que se usan para llevar a las casas). • Un sacapuntas metálico.• Cables eléctricos.• Un reloj despertador que funcione con pilas.

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Procedimiento

• El trozo de tubo de cobre y el sacapuntas son los electrodos.• Los electrodos se introducen en el electrolito, en este caso el vaso con vinagre,

y se une un cable a cada uno de ellos (figura 5). Para hacerla funcionar sólo une los dos cables que salen de los electrodos al reloj despertador.

Figura 5

Pida a los alumnos que expliquen qué sucede en el experimento con base en el modelo atómico de Bohr y que realicen un dibujo que ejemplifique el fenómeno. Recuperen sus conocimientos de temas anteriores para argumentar en la situación práctica.

Elaboren conclusiones respecto al relevante papel de los experimentos en el descubrimiento de la corriente eléctrica y sobre la aplicación de ésta en nuestras actividades.

¿No se ven pero se mueven?Tiempo estimado: 40 minutos

Electrólisis

Forme equipos nuevos con cuatro o cinco integrantes. Solicite que expliquen qué sucede al descomponerse el agua en sus elementos por el paso de la corriente eléc-trica. Deberán recurrir al modelo atómico para inferir qué sucede en nivel micros-cópico.

Vinagre

Sacapuntas

Tubo de cobre

Cable

Cable

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Materiales:

• 2 minas de lápiz.• Una pila de 9 voltios.• Dos cables de unos 25 cm con los extremos pelados.• Un recipiente de aproximadamente 10 cm de ancho por 15 cm de alto.• Agua.• Sal o jugo de limón.

Procedimiento:

• Armen el aparato que se muestra en la figura 6. • Llenen con agua el recipiente, agreguen una o dos cucharadas de sal o un medio

limón y agiten hasta disolver.• Conecten los cables a las minas de lápiz.• Coloquen los otros extremos libres de los cables a los respectivos polos de la pila.

Figura 6

Agua y sal

Minas de lápiz

Pila

Comente con los alumnos el proceso electrolítico:

• Se funde o se disuelve el electrolito en un determinado disolvente, con el fin de que dicha sustancia se separe en iones (ionización).

• Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de cables conectados a una fuente de corriente eléctrica y sumergidos en la disolución. El cable co-nectado al polo negativo se conoce como cátodo y el conectado al positivo, como ánodo.

• Cada cable atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones positivos, o cationes, son atraídos al cátodo, mientras que los iones negativos, o aniones, se desplazan hacia el ánodo.

• La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

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• En los cables se genera una transferencia de electrones entre aquéllos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (–).

El proceso electrolítico se explica a partir del modelo atómico para reconocer las causas que se presentan. Solicite que elaboren una representación que permita explicar lo anterior.

Asimismo, que expresen su opinión acerca de la importancia de estos cono-cimientos en actividades cotidianas y proporcionen ejemplos de dónde se aplican.

¡Se te enciende el foco!Tiempo estimado: 30 minutos

Con base en la actividad anterior, construyan un circuito para observar los efectos de la corriente eléctrica y den una explicación del movimiento de los electrones. Recuperen el modelo atómico que ayuda a explicar la función que cumple el elec-trón como portador de carga.

Ideas previas

Es importante reconocer las ideas previas de los alumnos acerca del concepto de inten-sidad de corriente1:

Debemos comenzar señalando que los alumnos utilizan en numerosas ocasiones otros términos para referirse a la intensidad de corriente, el más frecuente de los cuales es el de corriente eléctrica. El término tiene en muchas ocasiones un significado confuso pa-ra los alumnos; la mayoría de ellos admite el aspecto dinámico de la corriente eléctrica re-firiéndose a ella con palabras como “entrar”, “salir”, “circular”. No está tan claro que com-prendan que los que circulan son los electrones que se encuentran en los conductores, ya que se refieren a la existencia de una fuente de corriente, la pila, que suministra las cargas o, en palabras de los alumnos, suministra la corriente. Coherente con esta forma de enten-der el papel de la pila es una de las ideas más frecuentes entre los alumnos: la corriente eléctrica que suministra la pila se gasta a lo largo del circuito, o en otras palabras, la inten-sidad va disminuyendo a medida que atraviesa los distintos elementos del circuito.

1 José Hierrezuelo Moreno y Antonio Montero Moreno, “Ideas sobre la intensidad de corriente”, en La cien-cia de los alumnos. Su utilización en la didáctica de la física y química., México, Laia (Fontamara), 1989, p. 166.

Forme equipos de cuatro a cinco integrantes y construyan un circuito para anali-zar el efecto del movimiento de las cargas eléctricas en los materiales que forman parte del circuito. Recuperen la información con que los alumnos cuentan hasta el momento del bloque II y de las actividades anteriores.

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1

Materiales:

• Foco de 1.2 V.• Alambre de cobre.• Pila.

Figura 7

• Elaboren un dibujo que represente el movimiento de los electrones en el circui-to y expliquen por qué enciende el foco.

Escriban sus conclusiones sobre la importancia de la corriente eléctrica en las acti-vidades cotidianas.

3. ¿Quién opone resistencia?Tiempo estimado: 60 minutos

Describa las causas de la resistencia eléctrica en algunos materiales, por medio de una analogía. Recuperen la información con que cuentan del bloque II y de las ac-tividades anteriores.

Comente con los alumnos que cualquier material, por muy buen conductor que sea, presenta oposición a la corriente eléctrica, debido al mismo movimiento continuo de los átomos dentro del material, lo que provoca que los electrones cho-quen en forma continua y pierdan energía.

La resistencia eléctrica es la oposición al paso de la corriente eléctrica. La re-sistencia eléctrica se representa con la letra R. En el Sistema Internacional su uni-dad es el ohm, representado por la letra griega omega (Ω).

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1

La resistencia eléctrica depende, sobre todo, de cuatro factores:

• El diámetro del conductor.• La longitud del conductor.• El material con que está hecho.• La temperatura a que se encuentra.

Por el momento, supongamos que mantenemos la temperatura constante y analicemos los otros tres factores.

Utilicen una analogía para describir la corriente eléctrica con la circulación del agua. Al utilizar las analogías como estrategias de enseñanza se debe poner énfasis en que son ejemplos que ayudan a comprender los conceptos abstractos.

Elaboren una explicación de lo que sucede en los materiales, por medio del uso del modelo atómico y dibujos en la tercera columna de la analogía que se pre-senta en la gráfica 1.

Gráfica 1Analogía de la corriente eléctrica con la circulación del agua

Factor Agua Electrones

Área transversal (A)

Un tubo grueso deja pasar más agua que uno delgado.a)

Cuanto más ancho, menor resistencia: a) agua, b) electrones.

Un alambre grueso deja pasar más corriente que uno delgado.b)

Longitud (L) Si el tubo es muy largo, se pierde mucha más energía cinética que si es corto.a)

Cuanto más corto, menor resistencia: a) agua, b) electrones.

Un alambre más largo presenta una mayor resistencia eléctrica.b)

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Material (su resistividad p)

Supón que tomas dos tubos iguales, pero uno lo rellenas de arena. El agua necesitará mucha más presión para pasar por el tubo con arena.a)

Sin arena

Con arena

a) La arena impide el paso del agua.

La resistencia depende de la clase de material.b)

Plata

Cobre

Cobre Madera Cobre

b) Materiales como el plástico o la madera impiden el paso de electrones.

Forme equipos nuevos con cuatro o cinco integrantes y pídales que realicen las ac-tividades siguientes.

a) Ancho/delgado

Materiales:

• 1 frasco de vidrio de boca ancha.• 1 frasco de vidrio de boca pequeña.• 100 tachuelas.

Procedimiento:

• Introduzcan en el frasco de boca pequeña 50 tachuelas y en el frasco de boca an-cha las otras 50.

• Viertan las tachuelas de ambos frascos al mismo tiempo.• Observen qué sucede en cada caso.• Contesten la pregunta: ¿de qué frasco salen con mayor facilidad las tachuelas?

¿Por qué?

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b) Largo/Corto

Materiales:

• Manguera de 40 cm de longitud y 1 cm de diámetro.• Manguera de 15 cm de longitud y 1 cm de diámetro.• 30 tachuelas.

Procedimiento:

• Introduzcan 15 tachuelas en cada manguera y sosténganla con el otro extremo hacia arriba.

• Viertan al mismo tiempo las dos mangueras y observen qué sucede en cada caso.

• Contesten la pregunta: ¿de cuál de las dos mangueras salen con mayor facilidad las tachuelas? ¿Por qué?

c) Liso/Áspero

Materiales

• Manguera de 30 cm de longitud y 1 cm de diámetro.• Manguera para instalación eléctrica corrugada de 30 cm de longitud y 1 cm de

diámetro.• 50 tachuelas.

Procedimiento:

• Introduzcan 25 tachuelas en cada manguera y sosténganlas con el otro extremo hacia arriba.

Viertan al mismo tiempo las mangueras.• Observen qué sucede con las tachuelas en cada caso.• Contesten la pregunta: ¿de cuál de las mangueras fue más fácil la salida de las

tachuelas? ¿Por qué?

Establezcan una analogía con las tachuelas y los electrones en las tres situa-ciones anteriores para determinar ¿cuáles son las variables que están presentes en la resistencia eléctrica?

Por lo anterior, la resistencia eléctrica se relaciona con el largo, el área trans-versal y el material del cuerpo, mediante la fórmula siguiente:

LR = p A Resistividad (longitud) Resistencia =

Área

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Reflexionen acerca de que en una variación de la temperatura, los materiales, en general, presentan más resistencia cuanto más calientes están. Al estar caliente el material, es mayor el movimiento de los átomos, que chocan con los electrones y les restan energía.

Cuando los materiales se llegan a enfriar a temperaturas cercanas al cero ab-soluto, se presenta la superconductividad, debido a que sus átomos prácticamente dejan de moverse. Esto deja a los electrones el paso libre, ya que el material presen-ta resistencia cero.

Elaboren conclusiones.

¡Buenos y malos! Tiempo estimado: 30 minutos

Clasifiquen algunos materiales en función del paso de corriente eléctrica.

Materiales:

• Pedazo de madera.• Regla de plástico. • Clavo. • Tornillo.• Pila de 9 V.• Foco de bajo voltaje.• Alambres.

Procedimiento:

• Conecten la pila al foco con un alambre.• Conecten el otro pedazo de alambre al foco y otro más a la pila; dejen los extre-

mos de dichos alambres libres.• Prueben que su circuito esté bien conectado, uniendo las puntas de los alambres

libres: el foco deberá prender. Si no enciende, verifiquen sus conexiones.• Toquen los extremos del pedazo de madera con las puntas de los alambres.• Hagan lo mismo con el tornillo, la regla y el clavo.• Registren sus observaciones en el cuadro 1.

Cuadro 1

Conductores y aislantes

Material ¿Enciende el foco? ¿Con qué intensidad (cualitativo)?

Madera

Plástico

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Clavo

Tornillo

Papel

vidrio

Utilizando el modelo atómico de Bohr, expliquen qué sucede con cada uno de los materiales en nivel microscópico.

Lleven a cabo una investigación y contesten las preguntas siguientes:

• ¿Cuáles son los conductores y aislantes que se ocupan en la actualidad?• ¿Existe una clasificación de los conductores y aislantes en relación con su

calidad?

Compartan con sus compañeros las respuestas a las preguntas planteadas.

4. CierreTiempo estimado: 60 minutos

Es importante que los alumnos integren sus conocimientos acerca del modelo ató-mico, las características de las partículas subatómicas, el movimiento que tienen los electrones en un circuito y los materiales que son conductores de electricidad, para que expliquen el dispositivo presentado a continuación.

SemáforoForme equipos con cuatro o cinco integrantes para construir el siguiente dispositi-vo (figura 8). Elaboren una presentación en un cartel del semáforo que contemple los siguientes aspectos:

• Propósito.• Materiales.• Explicación en términos causales de cómo funciona el dispositivo de acuerdo

con:- El circuito eléctrico que se establece.- Los materiales que son aislantes.- El funcionamiento del led en el circuito.- Aplicación del dispositivo en actividades cotidianas.

• Reconocimiento y valoración de los avances científicos y tecnológicos en activi-dades de nuestra vida cotidiana.

• Elaboración de conclusiones.

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Figura 8

Manija giratoria Lata sin pintar

Figura del dispositivo

Cinta adhesiva

Pila

Led

(rojo)

(amarillo)

(verde)

Materiales:

• Alambres.• Lata de refresco (vacía).• 1/8 de hoja de papel cascarón.• Cinta adhesiva.• Pila de 9 V.• 3 leds (verde, rojo y amarillo).• 1 m de cable bipolar.• 1 palo de madera, de 20 cm.• 1 lija (delgada, de agua).• 1 cuchilla (cúter).

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• Analiza las explicaciones de algunas culturas acerca del origen del universo y valora los contextos en que surgieron.

• Identifica las características de la astronomía y sus diferencias con la astrología.• Describe algunas de las características de los cuerpos que componen el universo:

estrellas, galaxias, cometas, planetas, asteroides y satélites artificiales (distancia de la Tierra, temperatura, tamaño, órbita, movimientos que realizan, entre otros).

• Explica el papel de la fuerza de gravedad en la estructura del universo utilizando los conocimientos estudiados.

• Reconoce las dimensiones de tiempo y espacio que se involucran en el origen y la estructura del universo; utiliza la notación desarrollada para expresar distancias.

El primer tema de este bloque es obligatorio. Se propone su desarrollo me-diante un proyecto; en consecuencia, es necesario introducir a los alumnos en este trabajo y darles pautas que les permitan, posteriormente, decidir sus investigacio-nes, con base en las sugerencias señaladas en este bloque.

Con base en lo anterior, se plantean algunas actividades para orientar el de-sarrollo del tema, considerando tanto la participación activa y autónoma de los alumnos, como el cumplimiento de los propósitos del bloque.

La propuesta demanda la participación del docente en la planeación de la si-tuación de aprendizaje que genere interés en los alumnos y les permita desarrollar estrategias para impulsar su desempeño, sin coartar su iniciativa y creatividad.

Anexo 11Bloque V. Conocimiento, sociedad y tecnología

Proyecto obligatorio

Tema 1. La física y el conocimiento del universo (obligatorio). ¿Cómo se originó el universo? (ámbito: del conocimiento científico).

• Explicaciones de varias culturas sobre el origen del universo.• Diferencia entre astronomía y astrología.• Estructura del universo.• Teoría de la gran explosión.• La expansión del universo y su futuro: expansión y contracción.

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Con el fin de ofrecer un panorama del proyecto se presenta un cuadro en el cual se señala la tarea principal que guiará las actividades que el docente y los alumnos desarrollarán en cada una de las etapas del proyecto.

Es importante aclarar que las actividades y el orden indicado en cada una de las fases no constituyen una prescripción rígida, sino sugerencias flexibles, suscep-tibles de ser modificadas o enriquecidas de acuerdo con el contexto, las experien-cias y las necesidades de profesores y estudiantes. Sugerencias para el desarrollo del proyecto obligatorio

Etapa Tarea principal Rol del docente Rol del alumno

Planeación. La experiencia desencadenante.

• Proponer experiencias desencadenantes. Sugerencia 1.

• detectar situaciones de interés, con base en las inquietudes de los alumnos.

• Comentar las experiencias y expresar dudas, temas o situaciones de interés.

La preparación del planteamiento de la situación educativa.

• Elegir un asunto importante. Sugerencia 2.• determinar el aspecto central, así como

sus posibilidades de investigación y de correlación escolar (se sugiere un mapa). Sugerencia 2.

• determinar propósitos educativos. Sugerencia 2.

• Elaborar un planteamiento y enunciado del problema dirigido a los alumnos. Sugerencia 2.

La delimitación de la situación o problema.

• Presentar y comentar el problema con los alumnos. Sugerencia 3.

• Analizar con los alumnos sus conocimientos, necesidades y propuestas que consideren de importancia en la búsqueda de solución del problema. Sugerencia 3.

• Orientar la elaboración del plan de trabajo (qué se hará, qué se requiere, cómo se realizará, quién y cuándo lo llevarán a cabo).

• definir el problema o situación de interés.

• Identificar aspectos de importancia en la solución del problema: lo que sabe, lo que falta saber e ideas posibles para la solución. Anexo 5.

• Elaborar un plan de trabajo.

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Desarrollo. El plan en acción. • Supervisar el desarrollo del proyecto. Orientar a los alumnos sobre la utilidad de la información recabada y la necesidad de información; proporcionar ayuda sobre habilidades o contenidos que requieran.

• Propiciar el intercambio de ideas y discusiones en equipo y en grupo. Sugerencia 4.

• Interrogar a los alumnos para ayudarlos a examinar nociones, exponer ideas, considerar puntos de vista, reflexionar un poco más, reconsiderar ideas. reorientar al alumno. Sugerencia 5.

• reunir y seleccionar información.

• Intercambiar información e ideas con sus compañeros y con el docente.

• revisar y modificar sus planteamientos, si es necesario.

• Generar soluciones y productos.

• determinar la(s) mejor(es) soluciones.

Comuni- cación.

La presentación. • Propiciar intercambios de ideas, dudas y comentarios con alumnos o asistentes a la comunicación del proyecto.

• determinar la forma de presentación al grupo.

• Presentar el proyecto al grupo e intercambiar ideas.

Evaluación. La evaluación. • Promover, en todas las etapas del proyecto, cuestionamientos en tres niveles: el conocimiento aprendido, las estrategias planteadas o realizadas y la naturaleza del conocimiento.

Sugerencia 6.

• valorar su desempeño y aprendizajes, en lo individual, en equipo y en el grupo.

1Aurora Lacueva, “Las experiencias desencadenantes”, en Ciencias y Tecnología en la escuela, Ma-drid. Laboratorio Educativo/Popular, 2000, pp. 29-47. También puede consultarse en sep, Ciencias. Antología, México, 2006, pp. 25-36.

Sugerencia 1. La experiencia desencadenante

La potencialidad de los proyectos se fundamenta en la actuación de los alumnos generada por su interés. En este sentido, conviene que el docente ofrezca a los estu-diantes un abanico de actividades cortas que despierten inquietudes, curiosidad e interés al explorar, observar y analizar los fenómenos, bajo diversas perspectivas, lo que constituye experiencias desencadenantes.1

Las impresiones y comentarios emitidos en estas experiencias son un punto de partida para que el docente identifique aspectos de interés o dudas y los utilice como base para diseñar el planteamiento de una situación problemática que “atra-pe” a los alumnos.

En el desarrollo del tema del universo se pueden promover experiencias des-encadenantes mediante:

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1

• Notas periodísticas. En algunos periódicos se incluyen secciones relacionadas con la ciencia, en particular con la astronomía.

• Exploración de páginas de internet que presenten información, fotografías y animaciones sobre el universo. Por ejemplo (páginas en inglés):

http://www.jpl.nasa.gov/multimedia/neo/index.cfm http://www.jpl.nasa.gov/videos/spitzer/spitzer-200609/• Observación de videos educativos relacionados con la astronomía, como la se-

rie Enciclopedia galáctica,2 que contiene varios volúmenes en los que muestra un panorama general de los fenómenos que se producen en el universo: el origen, evolución y características de las galaxias, planetas, estrellas, satélites y otros astros. Consta de cinco videos con varios programas de casi 11 minutos de du-ración (cuadro 1).

Cuadro 1

Núm. de video Programa1 En el principio.

El Sol.Mercurio y venus.

2 La Tierra.La Luna.júpiter.Saturno.Los planetas exteriores.

3 Las estrellas fugaces.Cómo capturar el cosmos.Así funcionan los cielos.viaje a las estrellas I y II.

4 viaje a las estrellas III y Iv.

El hombre y la Luna.Los transbordadores espaciales.Hacia el espacio, el futuro.

5 Los exploradores robot.Una mirada al universo.La vida de las estrellas.Historia de la astronomía.El universo en la Tierra.

• Realización de experimentos o actividades prácticas: observación de la bóveda celeste o identificación de astros y sus movimientos.

• Visitas a planetarios.

2 SEP, El video en el aula. Acervo y usos didácticos de la videoteca escolar. Educación Secundaria, México,

1996.

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1

Sugerencia 2. Preparación del planteamiento

a) La elección del asunto o situación.

Al identificar asuntos de interés para los alumnos es importante considerar situa-ciones que ofrezcan posibilidades para:

• Poner en práctica conceptos, procedimientos y actitudes estudiados durante el curso.

• Que los estudiantes puedan hacerse cargo del problema y de la indagación; que se sientan motivados y comprometidos en la búsqueda de la solución.

En el cuadro 2 se proponen algunos ejemplos de posibles asuntos de interés, a partir de diversas experiencias desencadenantes.

Cuadro 2

Experiencia desencadenante

Posible asunto de interés Posibles cuestionamientos

Observación de una película.

Movimiento de un objeto en el espacio y su impacto en el planeta.

¿Cómo se determina si un meteorito, asteroide o cometa puede impactar la Tierra?

nota periodística. Características de un cometa, descripción de su movimiento y de las fuerzas que lo impulsan.

¿Cuándo y cómo se puede observar un cometa?¿Qué impulsa a moverse a los cometas?

Entrevistas. Creencias populares sobre los astros.

¿Qué ideas hay en la comunidad respecto a los astros? ¿Cuáles tienen fundamento científico y cuáles no?

Artículo de divulgación científica.

Astronomía y los signos del zodiaco.

¿Hay que confiar en las predicciones astrológicas del futuro?¿Qué diferencia hay entre la astrología y la astronomía?

video educativo o visita a un centro arqueológico.

Explicaciones del origen del universo elaboradas por las culturas indígenas de nuestro país.

¿Cómo ha representado/explicado a los astros y su origen alguna civilización antigua: aztecas, mayas, egipcios, griegos u otra?

Páginas de internet. Telescopios, viajes espaciales. ¿Qué información se obtiene mediante los telescopios o naves enviadas al espacio?¿Qué modelos se utilizan para explicar el origen y la evolución del universo?

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b) Aspecto central y sus posibilidades.

A manera de ejemplo se ha seleccionado la observación y descripción del movi-miento de un cometa como posible asunto de interés, con base en una nota perio-dística (consúltese el Anexo 12). Es conveniente explorar de antemano las posibili-dades educativas del asunto elegido en relación con:

• La investigación.• La correlación con los contenidos temáticos (aprendizajes esperados) y propósi-

tos del bloque.

La elaboración de un mapa mental permite visualizar las posibilidades men-cionadas, al considerar el tema seleccionado. Por ejemplo, en el mapa mental pre-sentado en la figura 1, el cometa es el asunto central, los óvalos unidos a éste indi-can los posibles asuntos de investigación, en tanto que los recuadros señalan los contenidos curriculares que se pueden considerar.

Figura 1

Cometa

Observación

Formas deobservación Ejemplos

Fechas de observación

Lugares deobservación

Explicaciones Características Composición

Movimiento

Populares

Culturas antiguas

Búsqueda, selección,

interpretación y análisis de información

Obtención de información de diversas

fuentes

Bloque V.Estructura del

universo Bloque III.Calor,

temperatura, estados físicos

Bloque I.Descripción,

orbita, velocidad

Búsqueda de alternativas de solución

Bloque II.Gravitación

Inercia

Uso de lenguaje

conceptual.Uso de

modelos

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Otro ejemplo

Un grupo de profesores decidió visitar un planetario. Al comentar la experien-cia con los alumnos se identificó el tema de las estrellas como posible asunto de interés.

En la figura 2 se observa el mapa elaborado por los docentes para recono-cer las posibilidades educativas, considerando el tema de las estrellas como asunto central.

Figura 2

Estrellas

Distancia

Movimiento

Formación

Composición

Tiempo de “vida”Agrupación

Tamaño

Tipos

Bloque IV.Ondas electro-

magnéticas

Obtención de información de diversas

fuentes

Uso de lenguaje

conceptual

Búsqueda, selección,

interpretación y análisis de información

Bloque V.Estructura del

universo

Bloque I.Descripción,

órbita, velocidad

Bloque II.Gravitación

Bloque III.Calor,

temperatura, estados físicos

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El planteamiento dirigido a los alumnos se planeó por medio de las siguientes pre-guntas:

• ¿Las estrellas se agrupan y forman figuras?• ¿Todas las estrellas son iguales?

c) Propósitos educativos.

Las posibilidades educativas identificadas en el ejemplo del cometa se enmarcan en los siguientes propósitos del bloque V:

• Que los alumnos desarrollen proyectos en los que planteen interrogantes y bus-quen respuestas, con creatividad, acerca de asuntos de su interés relacionados con lo que se estudió en el curso; que dichos proyectos involucren la selección y organización de la información, el diseño y la elaboración de dispositivos, así como actividades de análisis de situaciones problemáticas. Además, que dirijan sus propios trabajos y colaboren con responsabilidad al trabajar en equipo.

• En el cuadro 3 se muestran otros propósitos del bloque y los aprendizajes espe-rados correspondientes.

Cuadro 3

Propósitos del bloque.Que el alumno:


relacione los conocimientos básicos de la física con fenómenos naturales.

Aproveche los conocimientos adquiridos en el curso para comprender las explicaciones actuales acerca (de la estructura) del origen y la evolución del universo.

• describe algunas de las características de los cuerpos que componen el universo: estrellas, galaxias, cometas, planetas, asteroides y satélites artificiales (distancia de la Tierra, temperatura, tamaño, órbita, movimientos que realizan, entre otros).

• Explica el papel de la fuerza de gravedad en la estructura del universo utilizando los conocimientos estudiados.

• reconoce las dimensiones de tiempo y espacio que se involucran en el origen y la estructura del universo; utiliza la notación desarrollada para expresar distancias.

Conozca y valore los conocimientos elaborados por diversas culturas para explicarse los fenómenos de la naturaleza, en especial los ligados a las culturas de nuestro país.

• Analiza las explicaciones de algunas culturas acerca del universo y valora los contextos en que surgieron.

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d) Elaboración del planteamiento y enunciado del problema.

Con base en los propósitos identificados y las posibilidades educativas detectadas, se propone que el docente prepare un planteamiento para orientar el interés de los alumnos hacia dichos propósitos. En consecuencia, se sugiere que analice y dise-ñe la forma de presentar el problema al grupo. Puede recurrir a una problemática de su entorno, un dilema, una carta que exprese una solicitud interesante, la inten-ción de un mensaje publicitario, etcétera.

Para el caso del ejemplo del cometa, se propone lo siguiente:

En el periódico apareció la noticia de que el cometa MacNaught será visible durante al-gún tiempo. Algunas personas han señalado que es un presagio de mala suerte.

• ¿Podremos ver el cometa en nuestra ciudad?• ¿Qué se puede hacer para observar el cometa en la comunidad?• ¿Cómo podemos verificar que un cometa es un presagio de mala suerte?• ¿Qué es un cometa? ¿Cómo es la órbita que describe?

Sugerencia 3. La delimitación de la situación o problema

Una vez que haya preparado el planteamiento de la situación o problema:

a) Presente el planteamiento a los alumnos y discútalo ampliamente con ellos. Permita que se expresen cuestiones de interés, en forma de preguntas. Con la participación del grupo, seleccionen la cuestión de mayor interés.

b) Guíe a los alumnos para que hagan una formulación clara de lo que creen que es el aspecto central del problema o situación (delimitación del problema), así como de lo que será necesario considerar para darle solución. En este proceso se propone la elaboración colectiva de un mapa en el que identifiquen el aspecto central y los posibles temas de investigación.

c) De manera colectiva elaboren un cuadro para identificar necesidades y posibi-lidades, como el siguiente:

¿Qué sabemos? ¿Qué nos falta saber? Ideas posibles para la solución

d) Con base en el cuadro, elabore un plan de trabajo con los alumnos, en el que se especifiquen las tareas por realizar en grupo o en equipo, las responsabilida-des de cada integrante, los productos y los tiempos correspondientes. Se sugie-

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re que los equipos tengan libertad para seleccionar la línea de investigación o tareas que deseen llevar a cabo.

Sugerencia 4. El plan en acción

El plan de trabajo elaborado es una propuesta inicial que permite organizar y mo-vilizar al grupo; por tanto, es susceptible de modificación o reorientación sobre la marcha.

Conviene considerar tiempos de trabajo en el aula dedicados a que los alum-nos reúnan y compartan información con los integrantes de su equipo, así como plenarias para intercambiar información e ideas, determinar otras necesidades y, de ser necesario, reformular el problema o el plan de trabajo.

Con base en la información y en el intercambio de ideas, discutan y propon-gan diversas soluciones a la situación problemática.

Sugerencia 5. La interrogación

Las preguntas a los alumnos son un medio para que éstos hagan explícitas sus ideas, inquietudes y estrategias empleadas, de tal manera que reflexionen sobre sus conocimientos y actuación. El cuestionamiento tiene la finalidad de impulsar el pensamiento crítico y reorientar las actividades. Pregunte a los alumnos acer-ca de:

• Su propio aprendizaje. Por ejemplo: ¿qué ha aprendido? ¿Qué importancia tie-nen la información, los datos o conocimientos en el problema? ¿Se cuenta con datos suficientes para plantear soluciones o sugerencias?

• Estrategias desarrolladas. ¿Qué procedimientos o actividades han sido de uti-lidad? ¿Cuáles han dificultado la tarea? ¿A qué se debe? ¿Es necesario cambiar algún procedimiento, actividad o tarea? ¿Por qué?

• Naturaleza del conocimiento. ¿Qué validez tiene la información? ¿Cuán confia-ble es? ¿Cómo podemos saberlo?

• Conocimientos científicos. ¿Qué aprendizajes nuevos tuvieron? ¿Qué de lo co-nocido fue útil para plantearse respuestas tentativas?

Sugerencia 6. La evaluación

La valoración en cada una de las etapas del proyecto aporta información –sobre el desempeño de los alumnos, sus aciertos y dificultades– de utilidad para orientar el desarrollo del proyecto, así como para que los alumnos reflexionen acerca de su ac-tuación, estrategias y resultados.

En el cuadro 4 se plantean sugerencias de posibles productos obtenidos en el desarrollo del proyecto, y criterios para su evaluación desde la perspectiva forma-tiva.

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Cuadro 4

Etapa Tarea Posibles productos Criterios de evaluación

Planeación. La experiencia desencadenante.

• Comentarios escritos u orales de los alumnos.

• Planteamiento de asuntos de interés en láminas, textos breves, cuaderno.

• Identificación de:– Asuntos de interés para los

alumnos.– Tipo de problema o

situación planteados.– Posibilidades educativas.

delimitación de la situación o problema.

• Formulación del problema o la situación de interés.

• registro de lo que se sabe, de lo que hace falta saber e ideas.

• Mapa de asuntos de investigación.

• Plan de trabajo.

• Se delimita el problema. • Se identifica la complejidad

del asunto. • Se identifican ideas para la

búsqueda de respuestas.• Se organizan las tareas en

relación con la naturaleza del problema.

desarrollo. El plan en acción.

• registro de información: ficha bibliográfica, resumen, esquemas, gráficas...

• Empleo de herramientas.• Estrategias y procedimientos:

entrevistas, observaciones, experimentación, etcétera.

• Propuestas de solución del problema.

• Producto final del proyecto: decisión, recomendación, artículo, folleto, conferencia.

• Utilidad de los datos y su registro, en la búsqueda de respuestas.

• Uso correcto de herramientas y procedimientos que apoyen el desarrollo del proyecto.

• Congruencia de los resultados, las propuestas de solución y los productos con el problema enunciado.

• Uso de información en la determinación de conclusiones y propuestas de solución.

• Trabajo colaborativo: participación, interés, respeto, etcétera.

Comunicación. Presentación. • Medios utilizados para comunicar el proyecto: conferencia, folleto, modelos, debate, etcétera.

• Exposición y defensa tanto de la secuencia de desarrollo del proyecto como de sus productos finales.

• Uso adecuado de los términos, modelos y conceptos científicos.

• Argumentación basada en evidencia.

• Los medios empleados: – Son creativos. – Favorecen la comprensión

de la información.– Promueven el intercambio

de ideas. – Permiten demostrar sus

aprendizajes.

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Evaluación. Evaluación final. • reflexiones orales y escritas del desempeño grupal, de equipo e individual.

• reflexión acerca de: lo aprendido, las dificultades, los aciertos, la impresión personal, la importancia del proyecto y sus propuestas de solución, la participación individual, en equipo y grupal. Asuntos que no se resolvieron.

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Anexo 12Surca el cielo el cometa McNaught

Después de la puesta de Sol, muy abajo del horizonte se podrá apreciar por pocos minutos el destello del asteroide,

entre Venus y la estrella Altair.

Enrique Cárdenas/eluniversal.com.mx Miércoles 10 de enero de 2007

El 2007 abre con la presencia en el cielo del cometa McNaught (C/2006 P1), cuan-do éste se vuelva visible a mediados de enero en el horizonte, poco después de la puesta de Sol.

El 7 de agosto de 2006, Rob McNaught, astrónomo de la Universidad Nacio-nal de Australia, descubrió un pequeño cometa de magnitud 17 en el hemisferio sur que poco a poco fue tomando mayor brillo y creó expectativas positivas entre los astrónomos del mundo.

Sin embargo, la gran noticia se vio opacada por la mala visibilidad, pues su máximo brillo tendría lugar muy cerca del Sol, pero Venus y la estrella Altair son dos puntos de referencia muy buenos para guiarnos al asteroide.

De acuerdo con astrónomos, el cometa McNaught podrá verse entre 20 y 40 minutos dependiendo del ángulo y la altura en el que se encuentren las personas.

Son varias las páginas en internet dedicadas al asteroide, donde se muestra in-formación sobre el cometa, así como imágenes de su paso del 6 de enero a la fecha.

Pero quizás las mejores fotos que observemos del C/2006 P1 serán las que to-me la sonda espacial SOHO, de la Agencia Espacial Europea, que lo seguirá en su paso por el Sol, astro al cual está dedicado en su estudio.

Ya en la página de SOHO (http://sohowww.nascom.nasa.gov/hotshots/) se observan imágenes del cometa tomadas con un coronógrafo instalado en el LASCO C3, donde se aprecia la luminosidad del asteroide y sus características como peso, velocidad y distancia del Sol.

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En la página spaceweather.com (http://www.spaceweather.com/comets/ga-llery_mcnaught.htm) existe una colección de fotos tomadas por astrónomos y afi-cionados del 6 de enero a la fecha de diferentes puntos del mundo, desde Canadá, Alemania, Slovenia, Australia, Hungría, Noruega y Finlandia, entre otros muchos países más.

Tomada por P-M Heden, de Vallentuna,Suecia, el 8 de enero.

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Programa de Estudios Ciencias 2

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