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GUÍA DIDÁCTICA DEL DOCENTE

Física

MEDIO

Elizabeth Barra Villalobos Licenciada en Educación Profesora de Física y Matemática Universidad de Santiago de Chile

ALMA es el proyecto astronómico internacional más grande a nivel mundial y se desarrolla en Chile. Consta de 66 antenas y su emplazamiento, a unos 50 km al este de San Pedro de Atacama, en la Región de Antofagasta, es uno de los lugares más altos y secos de la Tierra y donde imperan unas condiciones de visibilidad inmejorables para la observación del universo.

La Guía didáctica del docente de Física 1° medio, es una creación del Departamento de Estudios Pedagógicos de Ediciones SM, Chile.

Dirección editorial Arlette Sandoval Espinoza

Dirección de Arte Carmen Gloria Robles Sepúlveda

Coordinación editorial María José Martínez Cornejo

Coordinación de diseño Gabriela de la Fuente Garfias

Coordinación área Ciencias Naturales Andrea Tenreiro Bustamante

Diseño de portada Estudio SM

Edición Luz Pavez Aedo

Diseño y diagramación Williams Gálvez Baettig

Autoría Elizabeth Barra Villalobos

Ilustraciones Archivo Editorial

Corrección de estilo y prueba Cristina Varas Largo

Fotografías Archivos fotográficos SM

Desarrollo de solucionario Bryan Quijanes Ortega

Jefatura de producción Andrea Carrasco Zavala

Esta guía corresponde al Primer año de Enseñanza Media y ha sido elaborado conforme al Decreto Supremo N° 254/2009, del Ministerio de Educación de Chile. ©2015 – Ediciones SM Chile S.A. – Coyancura 2283 piso 2 – Providencia ISBN: 978-956-349-960-5 / Depósito legal: 261005 Se terminó de imprimir esta edición de 4.100 ejemplares en el mes de Enero del año 2016. Impreso por A Impresores Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del “Copyright”, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público.

Índice

Inicio de la Guía Fundamentación curricular .................. 4 Momentos didácticos de la propuesta editorial ....................... 5 Articulación de la propuesta editorial .................................................... 6 Relación entre la estructura del Texto del Estudiante y la Guía didáctica del docente ................... 8 Visión global del año ........................... 12

Desarrollo de la Guía Unidad 1 El sonido y las ondas ........................... 14 Planificación de la unidad................... 16 Orientaciones al docente Inicio de unidad del Texto del estudiante......................... 18 Desarrollo de unidad del Texto del estudiante ........................20 Cierre de unidad del Texto del estudiante ...................... 28 Profundización disciplinar ................. 30 Profundización didáctica ................... 31 Fichas de refuerzo y profundización .................................. 32

Unidad 2 La luz ..................................................... 50 Planificación de la unidad................... 52

Planificación de la unidad................. 124

Orientaciones al docente

Orientaciones al docente

Inicio de unidad del Texto del estudiante.........................54

Inicio de unidad del Texto del estudiante....................... 126

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante ........................ 56

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante ...................... 128

Cierre de unidad del Texto del estudiante ......................64

Cierre de unidad del Texto del estudiante .................... 136

Profundización disciplinar ..................66

Profundización disciplinar ................138

Profundización didáctica ................... 67

Profundización didáctica ................. 139

Fichas de refuerzo y profundización .................................68

Fichas de refuerzo y profundización .............................. 140

Desafíos complejos .............................. 72

Desafíos complejos ............................144

Evaluación Unidad 2 ............................ 74

Evaluación Unidad 4 .......................... 146

Solucionario Unidad 2 ......................... 78

Solucionario Unidad 4 ...................... 150

Bibliografía ...........................................85

Bibliografía y webgrafía ................... 157

Webgrafía .............................................85 Unidad 3 Fuerza y movimiento ...........................86 Planificación de la unidad...................88 Orientaciones al docente Inicio de unidad del Texto del estudiante........................ 90 Desarrollo de unidad del Texto del estudiante ........................ 92

Desafíos complejos .............................. 36

Cierre de unidad del Texto del estudiante ................... 100

Evaluación Unidad 1 ............................38

Profundización disciplinar ................ 102

Solucionario Unidad 1 ......................... 42

Profundización didáctica ................. 103

Bibliografía ..........................................49

Fichas de refuerzo y profundización .............................. 104

Webgrafía .............................................49

Unidad 4 El dinamismo de la Tierra .................122

Desafíos complejos ............................108 Evaluación Unidad 3 .......................... 110

Cierre de la Guía Anexos Técnica heurística V de Gowin .....158 La metacognición ........................... 159 Aprendizaje basado en proyectos (ABP) ......................... 162 Alfabetización científica.................164 Neuromitos ...................................... 168 La atención en el aula: de la teoría a la práctica ................ 169 Aprendizaje cooperativo en el aula ......................................... 170 Cerebro y aprendizaje ................... 172 Bibliografía ...................................... 176

Solucionario Unidad 3 ....................... 114 Bibliografía ......................................... 121 Webgrafía ........................................... 121

Índice

3

Fundamentación curricular Para la asignatura de Física, el Marco Curricular vigente (decreto 254, año 2009) tiene como propósito que los y las estudiantes desarrollen habilidades de pensamiento distintivas del quehacer científico y una comprensión del mundo natural y tecnológico, basada en el conocimiento proporcionado por las Ciencias Naturales. El aprendizaje de las ciencias se considera un aspecto fundamental de la educación de niños y jóvenes porque contribuye a despertar en ellos la curiosidad y el deseo de aprender y les ayuda a conocer y comprender el mundo que los rodea, tanto en su dimensión natural como en la dimensión tecnológica que hoy adquiere gran relevancia. Esta comprensión y este conocimiento se construyen en las disciplinas científicas a partir de un proceso sistemático, que consiste en el desarrollo y la evaluación de explicaciones de los fenómenos a través de evidencias logradas mediante observación, pruebas experimentales y la aplicación de modelos. En este contexto, el propósito de la enseñanza de las ciencias desde una perspectiva de alfabetización científica, es lograr que todos los estudiantes desarrollen la capacidad de usar el conocimiento científico, de identificar problemas y de esbozar conclusiones basadas en evidencia, en orden a entender y participar de las decisiones sobre el mundo natural y los cambios provocados por la actividad humana. En el caso de Física, el Ajuste Curricular propone orientaciones destinadas a otorgarle al estudiante un aprendizaje centrado en los siguientes énfasis: 1. Priorizar el conocimiento sobre los conceptos, teorías, modelos y leyes clave para entender el mundo natural, sus fenómenos más importantes y las transformaciones que ha experimentado; así como el vocabulario, las terminologías, las convenciones y los instrumentos científicos de uso más general. 2. Comprender los procesos involucrados en la construcción, generación y cambio del conocimiento científico, como la formulación de preguntas o hipótesis creativas para investigar a partir de la observación, el buscar la manera de encontrar respuestas a partir de evidencias que surgen de la experimentación, y la evaluación crítica de las evidencias y de los métodos utilizados.

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Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

3. Desarrollar habilidades propias de las actividades científicas, como el uso de métodos y técnicas relacionadas con el trabajo procedimental, el desarrollo de investigaciones, el modelamiento de fenómenos y la resolución de problemas, entre otras estrategias relacionadas con el quehacer científico. 4. Incentivar actitudes promovidas por el quehacer científico, como el rigor, la perseverancia, la curiosidad, el trabajo en equipo, así como la mirada crítica ante asuntos científicos y tecnológicos de interés público. 5. Integrar el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) para favorecer la adquisición de aprendizajes a partir de nuevas herramientas que complementen el trabajo en el aula y se articulen de manera transversal al tratamiento de los contenidos, así como al desarrollo de las habilidades y actitudes. Consecuentemente con esta visión, una buena educación científica desarrolla en forma integral en los estudiantes un espíritu de indagación que los lleva a interrogarse sobre los fenómenos que los rodean, y valora que aprendan a utilizar el proceso de construcción del conocimiento científico, que comprendan el conocimiento acumulado que resulta del mismo y que adquieran las actitudes y los valores que son propios del quehacer científico y que les permitirá apropiarse de ciertos modos de pensar y hacer, conducentes a resolver problemas y elaborar respuestas sobre la base de evidencias, consideraciones cuantitativas y argumentos lógicos. Estos son competencias clave para que los estudiantes puedan desenvolverse en la sociedad moderna como ciudadanos que enfrenten de manera informada y responsable los asuntos relativos a salud, medioambiente y otros ámbitos de la ciencia con directas implicancias éticas y sociales para la sociedad.

Momentos didácticos de la propuesta editorial El modelo didáctico sobre el que se sustenta esta propuesta se basa en la presentación de una secuencia didáctica y temática que permita la construcción de aprendizajes significativos en los y las estudiantes a través de la presentación de situaciones, contextos y actividades atractivas, cercanas y desafiantes. El motor de partida será la motivación, la activación, el registro y la toma de conciencia de aprendizajes previos e ideas implícitas, ya que existe consenso en considerar el desarrollo del pensamiento metacognitivo como una de las claves para la adquisición de un pensamiento profundo y de calidad (pensamiento crítico, creativo y reflexivo). Estos procesos metacognitivos serán los responsables del monitoreo, evaluación y regulación autónoma de los aprendizajes. Esta propuesta diferencia tres momentos didácticos: inicio, desarrollo y cierre tanto para cada unidad como para cada subunidad, y además pone énfasis en el proceso de aprendizaje del estudiante y valora la evaluación para el aprendizaje como un medio que le permite tanto al docente como al estudiante recibir información para poder tomar decisiones sobre los avances que se van logrando.

Momento de inicio Las neurociencias han relevado la importancia que tiene en el proceso de aprendizaje el que los y las estudiantes se sientan motivados a aprender, que rescaten los conocimientos e ideas previos que tienen sobre el tema en particular y que puedan planificar su trabajo. Esto porque el cerebro no se limita a recibir información sino que la elabora a partir de los esquemas mentales que cada persona ha creado y que le permiten dar sentido a la nueva información. El levantamiento de las ideas previas o implícitas es uno de los puntos centrales en este momento porque es la base para la construcción del aprendizaje. Se requiere el establecimiento de relaciones significativas entre los conocimientos previos y la información que debe llegar a constituirse en conocimiento para que el o la estudiante pueda hacer uso de este en las dinámicas de profundización de la misma disciplina como de extensión, o sea, aplicarlo en otras disciplinas o en problemas de la vida diaria. Las actividades de evaluación que se proponen en este momento didáctico permiten hacerse consciente de las estructuras de acogida (actitudes, conductas, representaciones y maneras espontáneas de razonar) en las que se inserta y organiza el nuevo conocimiento. Desde el docente, el momento inicial tiene que ver con la planificación de aquello que se enseñará y cómo se espera llevarlo a cabo: actividades, recursos, tiempos, entre otros.

Momento de desarrollo La construcción del conocimiento, el aprendizaje y desarrollo de habilidades y actitudes es parte fundamental en el trabajo de cada unidad y subunidad y corresponde a aquello que está definido en los Objetivos de Aprendizaje del nivel. Estos OA se trabajan en cada subunidad a partir de una situación problema que se espera movilice al estudiante para que sea efectivamente el protagonista de su proceso educativo. Durante el desarrollo de cada unidad se da especial énfasis a aquellas actividades que permitan el aprendizaje profundo, proponiendo situaciones contextualizadas que llevan a cada estudiante a desarrollar y adquirir las competencias requeridas para la asignatura y el curso. Estas actividades o desafíos complejos tienen como objetivo final integrar los nuevos aprendizajes a las estructuras mentales de los y las estudiantes y el enriquecimiento o modificación de las ideas previas. Además, dentro de este momento didáctico continuamente se proponen instancias para que los y las estudiantes revisen y ajusten sus metas y estrategias iniciales. Este momento para el docente implica materializar todo aquello que se planificó. Es aquí donde se ponen en práctica las mejores estrategias y/o metodologías para lograr los objetivos planteados.

Momento de cierre El momento de cierre considera la síntesis del aprendizaje que ha realizado cada estudiante y la evaluación y autoevaluación de la calidad de los mismos. Para lograr lo anterior, se plantean actividades que le permiten al estudiante poner en juego la consolidación de los aprendizajes. Es el momento de hacerse consciente del cómo ha aprendido, qué ha aprendido y cómo se ha sentido en este proceso (qué emociones ha experimentado). El momento del cierre tiene por objetivo para el docente comprobar la eficacia y pertinencia de su acción con el fin de perfeccionarla, además de tomar decisiones para el siguiente proceso de enseñanza. Todo lo anterior, está sustentado en las teorías de construcción del conocimiento, los principios que las neurociencias han desarrollado para la educación, los postulados del aprendizaje profundo y del aprendizaje basado en el pensamiento, donde no basta con memorizar e identificar, sino que por el contrario, se hace necesario desplegar una serie de habilidades y formas de pensamiento reflexivo para llegar a las soluciones y respuestas. También se fundamenta en la teoría de la inteligencia emocional de Goleman en cuanto a proponer que las emociones y actitudes son parte importante del proceso educativo. Presentación

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Articulación de la propuesta editorial La propuesta editorial consta de tres componentes: Texto del estudiante (TE), Guía didáctica del docente (GDD) y Recursos digitales complementarios (RDC). Estos se articulan a partir de un hilo conductor que cruza los distintos momentos didácticos y establece una secuencia y progresión que da cuenta de los aprendizajes esperados (AE) y responde a sus respectivos indicadores de evaluación (IE).

Unidad 1: El sonido y las ondas Su hilo conductor se construye en base a los siguientes aprendizajes esperados: ɔ AE 01: Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria. ɔ AE 02: Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del sonido y su espectro. ɔ AE 03: Describir dispositivos tecnológicos relacionados con el sonido, empleando los conceptos en estudio.

Unidad 2: La luz Su hilo conductor se construye en base a los siguientes aprendizajes esperados: ɔ AE 01: Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos para describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos fenómenos. ɔ AE 02: Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas. ɔ AE 03: Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías.

Se organiza en

Unidades

Que son:

Unidad 3: Fuerza y movimiento Su hilo conductor se construye en base a los siguientes aprendizajes esperados:

Que están construidas en base a tres momentos didácticos:

Inicio

Desarrollo

ɔ AE 01: Justificar la necesidad de introducir un marco de referencia y un sistema de coordenadas para describir el movimiento de los cuerpos.

Cierre

ɔ AE 02: Describir investigaciones científicas clásicas asociadas al concepto de relatividad del movimiento, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías. ɔ AE 03: Caracterizar la ley de Hooke, los mecanismos y leyes físicas que permiten medir fuerzas empleando las propiedades elásticas de determinados materiales. ɔ AE 04: Distinguir entre ley, hipótesis y teoría en el contexto de las investigaciones que condujeron a la formulación de la ley de elasticidad de Hooke.

Unidad 4: La Tierra, un planeta dinámico Su hilo conductor se construye en base a los siguientes aprendizajes esperados: ɔ AE 01: Describir el origen, la dinámica y los efectos de sismos y erupciones volcánicas en términos del movimiento de placas tectónicas y de la liberación y propagación de energía. ɔ AE 02: Distinguir los parámetros que se usan para determinar la actividad sísmica y las medidas que se deben tomar ante este tipo de manifestaciones geológicas.

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Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

Sugerencias para abordar los errores frecuentes.

Orientaciones metodológicas que responden a las secciones del Texto.

Apoyo al trabajo metacognitivo y de motivación en el aula.

Ampliaciones y profundizaciones de tipo disciplinar y didáctica.

Fichas de refuerzo, de profundización y actividades complementarias.

Instancias de evaluación, rúbricas, pautas y solucionarios.

Instancias para la motivación, activación de los conocimientos previos y el establecimiento de metas.

Actividades que apoyan el desarrollo e integración de los contenidos y la evaluación permanente.

Actividades de síntesis, aplicación y consolidación de las habilidades y los aprendizajes adquiridos y revisión de las metas.

Desde la Guía

Desde el Texto

Para dar cuenta de los AE, las habilidades y las actitudes, en el modelo didáctico del Texto y de la GDD se proponen las siguientes instancias:

Proceso metacognitivo continuo que permite monitorear la evaluación y regular su autonomía.

Desde los Recursos digitales complementarios (RDC)

Actividades digitales complementarias a los contenidos.

Actividad que profundiza o amplía el inicio de la unidad.

Actividad que profundiza o amplía el desarrollo de la unidad.

Actividad que profundiza o amplía el cierre de la unidad.

Articulación de la propuesta editorial

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Relación entre la estructura del Texto del estudiante y la Guía didáctica del docente A continuación se presenta la relación que se establece entre cada sección de la Guía didáctica con el Texto del estudiante y cómo esta articulación responde a la correcta implementación de las experiencias de aprendizaje presentadas en la propuesta.

Texto del estudiante

Guía didáctica del docente Para dar cuenta de la estructura general del Texto, la guía se organiza de forma similar, es decir, en unidades las que se componen de lecciones. Para tener una visión global del año, la guía didáctica presenta una tabla con la que considera los objetivos de aprendizaje, los objetivos transversales y los tiempos asignados.

El Texto del estudiante se estructura en unidades las que, a su vez, se dividen en lecciones.

Unidad de Texto

Unidad de Guía

En la introducción de la unidad de Guía se releva su propósito, los conceptos previos y la organización de los contenidos en el Texto.

Lecciones de la unidad de Texto

Lecciones de la unidad de Guía

En las lecciones de la Guía, se desarrollan sugerencias, las profundizaciones y se entrega material complementario.

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Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

Texto del estudiante Cada unidad del Texto se trabaja en torno a tres momentos: el inicio, el desarrollo y el cierre. A continuación, se presentan los principales componentes de cada uno de ellos.

Inicio de la unidad

Guía didáctica del docente Las unidades de la Guía presentan una propuesta de planificación general que considera, entre otros aspectos, los Aprendizajes Esperados (AE) desarrollados en la unidad del Texto del estudiante y los Indicadores de Evaluación (IE) que responden a estos. En la introducción se detalla el objetivo general de la unidad y el hilo conductor que la articula.

La entrada de unidad se presenta mediante una situación motivadora y a partir de ella se proponen una serie de preguntas tendientes a explorar algunas ideas previas.

En la sección Activa tus aprendizajes previos, se exploran y registran las ideas y nociones previas de los y las estudiantes, mediante una serie de actividades motivadoras.

Para que el estudiante pueda reconocer y registrar sus motivaciones, establecer planes de trabajo, y trazarse metas, se propone la sección Antes de comenzar.

La adquisición de preconceptos es inherente al proceso de aprendizaje de los estudiantes. En esta sección se presentan algunos de ellos y cómo trabajarlos, así como posibles errores que suelen cometer los estudiantes en relación a los contenidos y habilidades que se trabajarán en la unidad. El objetivo no es el de una evaluación formal, sino proveer un espacio de diagnóstico para tomar conciencia de los conocimientos previos y establecer relaciones significativas con la información que debe llegar a constituirse en conocimiento.

Esta sección presenta estrategias para que el docente promueva en sus estudiantes el conocimiento de sus propias estrategias cognitivas, y de cómo controlar y regular estos procesos.

Relación entre la estructura del TE y la GDD

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Relación entre la estructura del Texto del estudiante y la Guía didáctica del docente

Desarrollo de la unidad

Se presentan orientaciones para trabajar los contenidos, habilidades y actitudes de la lección que lo requieran, según su complejidad didáctica. En la Guía se sugieren actividades adicionales a las presentadas en el Texto y el solucionario de estas, además de las respuestas a todas las actividades del Texto, incluyendo sugerencias en el caso que lo requieran.

Cada lección se inicia mediante una actividad, cuya finalidad es permitir el reconocimiento de ideas previas y aproximarse a los nuevos conceptos a través de la observación y el planteamiento de preguntas.

En esta sección se presentan actividades que permitan dar respuesta a los distintos ritmos de aprendizaje de sus estudiantes.

De forma articulada con el contenido y las actividades de las lecciones, se presentan actualizaciones disciplinares y didácticas relevantes.

Se presentan en la Guía rúbricas de evaluación para las actividades del Texto.

Articulado al desarrollo del contenido, se presentan una serie de actividades aplicadas, como el Taller de ciencias y los Talleres de estrategias. En ellos se trabajan habilidades propias del quehacer científico.

Se presentan actividades adicionales a las del Texto que permiten desafiar a los estudiantes a integrar los conocimientos, habilidades y actitudes propuestos en la lección.

De forma adicional a las evaluaciones del Texto se pone a disposición del docente actividades que pueden ser utilizadas como instrumentos de evaluación, según la diversidad de necesidades presentes en el aula. Para facilitar la calificación de los desempeños de los estudiantes se presentan rúbricas para las evaluaciones del Texto.

La sección Integra tus nuevos aprendizajes es una oportunidad para evaluar cómo se han incorporado los nuevos aprendizajes. Sin embargo, todas las actividades presentes en el Texto del estudiante pueden ser consideradas instancias de evaluación.

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Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

En esta sección, se presentan orientaciones que puede realizar el docente con el fin de favorecer el seguimiento al proceso de autorregulación del aprendizaje de los estudiantes.

Cierre de la unidad

Para relacionar algunos de los temas trabajados en la unidad con aplicaciones tecnológicas e invitar a reflexionar sobre sus implicancias sociales, se propone la sección Ciencia, tecnología y sociedad. En ella, también se destaca el trabajo científico realizado en Chile.

La sección Sintetiza tus aprendizajes corresponde a una instancia donde se destacan las nociones esenciales de la unidad y se muestra cómo se relacionan entre sí.

Se complementa la información entregada con la sección del Texto Ciencia, tecnología y sociedad y se presentan preguntas y actividades que puedan orientar la reflexión a partir de los artículos presentados.

Para apoyar la labor del docente, se presentan anexos pertinentes para el desarrollo de las actividades, los proyectos y las estrategias didácticas planteadas en el Texto.

Las actividades que complementan a las del Texto se presentan en formato reproducible, para facilitar su utilización.

Para cerrar la unidad, se propone una instancia evaluativa en donde se miden, principalmente, habilidades de orden superior, como analizar, aplicar y evaluar.

En esta sección se entregan referencias temáticas que amplían los contenidos desarrollados a lo largo del Texto y que sustentan su modelo didáctico, además de recursos web propuestos con el mismo objetivo.

Relación entre la estructura del TE y la GDD

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Visión global del año Semestre 1 Unidad

1

Unidad

El sonido y las ondas

Tiempo estimado: 18 horas pedagógicas

Tiempo estimado: 22 horas pedagógicas

AE 01 Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos para describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos fenómenos.

AE 02 Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del sonido y su espectro.

AE 02 Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas.

ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. ɔ El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento.

Objetivos fundamentales transversales (OFT)

La luz

AE 01 Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.

AE 03 Describir dispositivos tecnológicos relacionados con el sonido, empleando los conceptos en estudio.

12

2

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

AE 03 Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías.

ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. ɔ El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento.

Semestre 2

Unidad

3

Unidad

Fuerza y movimiento

Tiempo estimado: 25 horas pedagógicas

AE 01 Justificar la necesidad de introducir un marco de referencia y un sistema de coordenadas para describir el movimiento de los cuerpos. AE 02 Describir investigaciones científicas clásicas asociadas al concepto de relatividad del movimiento, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías.

4

El dinamismo de la Tierra

Tiempo estimado: 15 horas pedagógicas

AE 01 Describir el origen, la dinámica y los efectos de sismos y erupciones volcánicas en términos del movimiento de placas tectónicas y de la liberación y propagación de energía. AE 02 Distinguir los parámetros que se usan para determinar la actividad sísmica y las medidas que se deben tomar ante este tipo de manifestaciones geológicas.

AE 03 Caracterizar la ley de Hooke, los mecanismos y leyes físicas que permiten medir fuerzas empleando las propiedades elásticas de determinados materiales.

Objetivos fundamentales transversales (OFT)

AE 04 Distinguir entre ley, hipótesis y teoría en el contexto de las investigaciones que condujeron a la formulación de la ley de elasticidad de Hooke.

ɔ Manifestar interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. ɔ Valorar la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad.

ɔ Manifestar interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. ɔ Valorar la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. ɔ Distinguir la importancia de las medidas de seguridad y de su cumplimiento.

Visión global de año

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1

U n i d a d

EL SONIDO Y LAS ONDAS Tiempo estimado: 18 horas

Propósito de la unidad La unidad del Texto del estudiante, El sonido y las ondas, busca que sus estudiantes puedan reconocer los aspectos esenciales del sonido y las ondas, relacionándolos con lo que observan en su entorno. Es importante que descubran e identifiquen, mediante los sentidos, algunas de las propiedades y fenómenos asociados al sonido, como la reflexión, la difracción y el efecto Doppler, entre otros. A partir de lo propuesto en la unidad, se espera que los estudiantes también sean capaces de explicar cómo se propaga el sonido, basándose en el modelo ondulatorio. De forma articulada a los aprendizajes, la unidad busca el desarrollo de habilidades de pensamiento científico, por medio de la formulación de explicaciones y predicciones y el uso de conceptos y modelos teóricos. Por otra parte, la unidad de la Guía didáctica tiene como propósito apoyar, desde la labor docente, la adquisición de aprendizajes, habilidades y actitudes por parte de los y las estudiantes. Para ello, se entrega una serie de orientaciones didácticas, actividades complementarias e instancias de apoyo a la evaluación, de modo que complementen los objetivos propuestos en la unidad del Texto del estudiante. Para la unidad del Texto del estudiante y de la Guía didáctica, se espera promover y apoyar el desarrollo de las siguientes habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales:

Habilidades De manera integrada con el desarrollo de los contenidos en las actividades, Talleres de estrategias y Talleres de ciencias, la unidad promueve la adquisición de las siguientes habilidades: ɔ Identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. ɔ Procesar e interpretar datos y formular explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. ɔ Analizar el desarrollo de alguna teoría o conceptos relacionados con los temas del nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conocimientos complejos.

Actitudes Los aprendizajes involucran, además de la dimensión cognitiva, actitudes que contemplan el desarrollo en los ámbitos personal, social, ético y ciudadano. En las actividades propuestas se promueven las siguientes actitudes: ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (A1) ɔ Perseverancia, rigor y cumplimiento. (A2) ɔ Presentar disposición a los nuevos desafíos. (A3)

Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) Los OFT integran las actitudes y valores, con el desarrollo de conocimientos y habilidades. En la unidad se promueven el logro de los siguientes: ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (OFT 1) ɔ El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento. (OFT 2)

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Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Conceptos previos Si bien muchos de los conceptos que se presentan en la unidad serán abordados por primera vez, es posible que los y las estudiantes hayan tenido una aproximación formal en Octavo básico respecto de las siguientes nociones: ɔ El concepto de amplitud, período y frecuencia de un movimiento oscilatorio. ɔ El concepto de rapidez y su unidad de medida.

Organización de los contenidos de la unidad del Texto del estudiante La unidad se organiza en dos lecciones. En la primera se describen los elementos, las características y fenómenos asociados a las ondas, de modo que a partir de este concepto se pueda comprender luego la luz, aspectos ondulatorios de los sismos y el sonido. Este último contenido se desarrolla en la segunda lección. El siguiente esquema muestra una visión general de la organización de los contenidos en la unidad del Texto del estudiante. El sonido y las ondas Lección 1: Fenómenos ondulatorios

Lección 2: El sonido

¿Qué son las ondas?

¿Cómo se origina y propaga el sonido?

¿Cómo se clasifican las ondas?

¿Cómo percibimos el sonido? El espectro de la audición

Representación y características de una onda

Las características del sonido ¿Con qué rapidez se propaga el sonido?

Propiedades de las ondas

Las propiedades de las ondas sonoras El estudio de las ondas y el sonido en la historia

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Planificación de la unidad

Tiempo estimado: 9 semanas

La siguiente propuesta de planificación considera los Aprendizajes Esperados (AE) y los Indicadores de Evaluación (IE) asociados a cada uno de ellos, que se desarrollan en cada lección de esta unidad del Texto del estudiante. Lección

Aprendizajes Esperados

Indicadores de Evaluación IE 1. Identifican el fenómeno ondulatorio en distintas situaciones.* IE 2. Clasifican las ondas según diversos criterios.* IE 3. Describen las características y las propiedades de las ondas.* IE 4. Determinan mediante cálculos la longitud de onda, la frecuencia, el período y la rapidez de propagación de una onda.* IE 5. Señalan que el sonido se origina en la vibración de objetos.

1y2

Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.

IE 6. Señalan que el sonido es una onda longitudinal que requiere un medio para propagarse. IE 7. Dan ejemplos en los que relaciona un sonido con el objeto vibrante que le da origen. IE 8. Mencionan que las diferencias entre los sonidos se asocian a diferencias en los parámetros de sus ondas (amplitud, frecuencia, longitud de onda). IE 9. Hacen un diagrama que representa la propagación del sonido. IE 10. Calculan la rapidez del sonido.* IE 11. Dan ejemplos de absorción, reflexión y transmisión del sonido. IE 12. Describen algunos fenómenos en los que participa el sonido, por ejemplo el eco, la reverberación, las pulsaciones, la difracción o el efecto Doppler. IE 13. Discriminan sonidos de diferente altura, intensidad y timbre.

2

1y2

16

Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del sonido y su espectro.

Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

IE 14. Ordenan en un cuadro las relaciones entre la altura, intensidad y timbre de los sonidos, en términos de la amplitud, frecuencia, longitud de onda y formas de ondas. IE 15. Describen el espectro sonoro (infrasonido, sonido y ultrasonido), identificando los rangos en que opera la audición en el ser humano y en otros animales. IE 16. Ordenan e interpretan datos, relacionándolos con las teorías y conceptos científicos del nivel. IE 17. Formulan explicaciones y conclusiones, integrando los datos procesados y las teorías y conceptos científicos en estudio.

1 Lección

Aprendizajes Esperados

Indicadores de Evaluación IE 18. Identifican diversos dispositivos tecnológicos relacionados con el sonido, como los parlantes, la ecografía, el sonar, etc.

2

IE 19. Explican en términos generales el propósito y el funcionamiento Describir dispositivos tecnolóde un aparato tecnológico relacionado con el sonido. gicos relacionados con el sonido, empleando los conceptos IE 20. Comparan el oído con aparatos tecnológicos que desempeñan funciones semejantes. en estudio. IE 21. Elaboran esquemas o diagramas que dan cuenta de la estructura de diversos dispositivos tecnológicos que funcionan con sonido.

* Corresponden a Indicadores de Evaluación incorporados o modificados a partir de la propuesta editorial.

Notas:

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Orientaciones al docente Motivación para el aprendizaje “Para que el proceso de aprendizaje se inicie de manera óptima es importante recurrir a instancias de motivación, las que deben capturar el interés de los y las estudiantes. Para ello, se deben relevar diversos contextos cotidianos y dar libertad a los y las estudiantes para expresar sus motivaciones personales. Es fundamental promover la motivación positiva de sus estudiantes, es decir, que se explicite el significado que los contenidos tienen en sus vidas, en un clima de refuerzos y estímulos positivos. La motivación positiva, a su vez, puede ser intrínseca, cuando el o la estudiante es guiado(a) por su propio interés hacia los contenidos y las materias a estudiar o, extrínseca, si la motivación guarda relación con factores diferentes al contenido en sí”. J. Alonso Tapia (2005)

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Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Inicio de unidad del Texto del estudiante

Páginas 10 a 14

Orientaciones metodológicas Entrada de unidad (Páginas 10 y 11) Las páginas de inicio de la unidad del Texto del estudiante tienen por finalidad que sus alumnos y alumnas reconozcan y registren sus ideas previas y preconceptos respecto del sonido y las ondas. De forma conjunta, se busca promover su motivación hacia el aprendizaje, para lo cual le proponemos considerar lo mencionado en el extracto de la izquierda, sobre la motivación para el aprendizaje. Con el propósito de motivar a sus estudiantes e identificar sus ideas previas, se muestra una imagen en donde se evidencian fenómenos sonoros y ondulatorios en una situación cotidiana y dentro de un contexto nacional, a partir de la cual deben responder algunas preguntas. Invite a los y las estudiantes para que infieran qué lugar de Chile se representa en la imagen. Se espera que puedan asociar la imagen a Valparaíso por el trolebús. Promueva que ellos puedan mencionar otros lugares en donde se evidencie el sonido y las ondas, por ejemplo, la ciudad donde viven o estudian, identificando las fuentes que emiten sonidos, cómo se propaga el sonido y si existe contaminación acústica. Por último, con el objetivo de que sus estudiante puedan conocer qué y para qué estudiarán estos contenidos, revise en conjunto la información que se presenta en las páginas de inicio del Texto del estudiantes, donde se detalla el contenido, la habilidad y la actitud que se desarrollarán por lección, además de sus propósitos.

1 Activa tus aprendizajes previos

Páginas 12 a 14

Estas páginas tienen como finalidad fomentar en los y las estudiantes el interés y la motivación hacia el aprendizaje, a partir de diversas actividades con contextos cercanos. Al mismo tiempo, busca activar los conocimientos previos que sus estudiantes puedan haber adquirido en cursos anteriores y registrarlos, con el fin de construir nuevos aprendizajes a partir de la detección temprana de preconceptos y también de aquellos conceptos que pudiesen estar errados. Para abordar estas páginas debe tener presente que no existen respuestas incorrectas; evite emitir un juicio negativo, ya que haciéndolo puede predisponerlos a una actitud de resistencia hacia los aprendizajes y desincentivar el interés por el estudio. Sin embargo, se recomienda guiar las respuestas para que estas entreguen información relevante respecto de las ideas previas de los y las estudiantes. Considere que las actividades de esta sección buscan desarrollar la motivación intrínseca de sus estudiantes, más que movilizarlos a través del deber escolar. Para la actividad planteada en la página 12, si sus estudiantes no reconocen los conceptos que se relacionan con el sonido y se mencionan en la noticia, pídales que nombren otros conceptos que pueden haber escuchado o leído de otras fuentes. Las respuestas de sus estudiantes sobre la contaminación acústica pueden retomarse cuando realicen el proyecto planteado en la página 39 del Texto del estudiante, con el fin de contrastar lo propuesto inicialmente con lo que hayan aprendido en ese entonces. Las respuestas de sus estudiantes a la pregunta planteada en la página 14, sobre la forma de graficar la información entregada en la tabla, pueden ser variadas. Para guiarlos en sus respuestas puede plantearle las siguientes preguntas: ¿qué tipo de gráfico podrían utilizar?, ¿qué características debería tener el gráfico?, ¿qué magnitudes ubicarían en cada uno de los ejes del gráfico?

io

com

ar

Rec

it a l

RDC Para nivelar los aprendizajes de entrada con los que se presentan sus estudiantes al iniciar la unidad, utilice el RDC de inicio. Proyecte el video propuesto y registre en la pizarra las ideas de sus estudiantes sobre los conceptos físicos que se relacionan con el sonido. Puede llevar una u rs o d i g guitarra a la clase, para que sus estudiantes puedan evidenciar cómo se produce sonido al ple nt hacer vibrar una cuerda. me

Antes de comenzar

Página 15

El propósito de esta sección es que los y las estudiantes descubran sus motivaciones e intereses y que a partir de ellos puedan planificar su proceso de aprendizaje. Si sus estudiantes presentan dificultades para responder la sección Descubre tus motivaciones, guíelos nombrando algunos conceptos relacionados con sonido y ondas que sean cercanos a ellos, como el eco, la vibración, los instrumentos musicales, entre otros. Si sus estudiantes no saben responder, pídales que piensen en fenómenos cotidianos que tienen relación con el sonido o artefactos que emitan sonido, y que luego se formulen preguntas relacionadas con cómo suceden estos fenómenos o cómo funcionan estos artefactos. Al finalizar la unidad retome estas preguntas y pida a sus estudiantes que con lo aprendido en la unidad las respondan, lo que les permitirá aplicar su aprendizaje. Metacognición La metacognición debe ser trabajada a lo largo de todo el proceso de enseñanza-aprendizaje, para que los y las estudiantes logren tener autonomía, autorregulación y control de sus aprendizajes. Por lo tanto, al finalizar cada lección le proponemos realizar las siguientes preguntas a sus estudiantes: ɔ ¿Qué tan bien han funcionado las estrategias propuestas al inicio de la unidad? ɔ ¿Qué aspectos de estas estrategias debería modificar para mejorarla? Para fomentar procesos metacognitivos en sus estudiantes, puede complementar las preguntas planteadas en la página 15 del texto con las siguientes: ɔ ¿Cómo podrías organizar la información para que te quede más clara? ɔ ¿Por qué crees que esta manera es la que más te acomoda? ɔ ¿Qué estrategias alternativas podrías emplear si no funciona la que estás utilizando? Para guiar a los y las estudiantes en la planificación de su trabajo en la unidad, pídales que revise los siguientes puntos: ɔ Establecer el objetivo y metas. ɔ Descomponer la tarea en pasos. ɔ Programar un calendario de ejecución. A medida que avance en el desarrollo de la unidad indique a sus estudiantes verificar el cumplimiento de estas metas y la programación, con el fin de evaluar su planificación y cambiarla para ser más efectivos en su forma de aprender.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

19

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 1

Páginas 16 a 31 Tiempo estimado: 6 horas

FENÓMENOS ONDULATORIOS Propósito:

Explicar los fenómenos ondulatorios a partir de sus características y propiedades.

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando a través de diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

IE

Actividad

A1-A3/OFT 1

¿De qué manera se puede IE 2 propagar una onda? (Pág. 19)

Describir - Relacionar

A1/OFT 1

Sintetizar - Clasificar Calcular - Aplicar Evaluar - Analizar

A2/OFT 2

Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, IE 17 Taller de ciencias (Págs. 26 y 27) apoyándose en las teorías y conceptos científicos de estudio. En esta lección se trabajan los conceptos que permiten describir las características de las ondas, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias, se entregan herramientas para resolver problemas y en los Talleres de ciencias se trabajan las habilidades propuestas, haciendo énfasis en el análisis del desarrollo de algunas teorías o conceptos. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT.

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Actitud/ OFT

IE 1 Me preparo para aprender (Pág. 16) Recordar - Analizar Describir en forma cualitativa el Sintetiza y clasifica (Pág. 21) origen y la propagación del sonido, Taller de estrategias su comportamiento en diferentes IE 4 (Págs. 24 y 25) medios y su naturaleza ondulatoria. Representa y predice (Pág. 28) IE 3 Sintetiza (Pág. 29)

20

Habilidades

A2/OFT 2

Representar - Predecir A1/OFT 1 Sintetizar - Relacionar A2/OFT 2 Organizar la información Analizar - Registrar Interpretar - Concluir Evaluar - Comunicar Crear

A2/OFT 2

En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

Orientaciones metodológicas A continuación se presenta una serie de orientaciones para el tratamiento de los distintos contenidos, actividades y secciones de la lección. Además, se incluyen actividades e información complementaria, entre otros recursos.

Activación de conocimientos previos Al comenzar la lección, invite a sus estudiantes a expresar las ideas que tienen respecto de los fenómenos ondulatorios. Para ello, puede realizar la siguiente pregunta: ¿en qué situaciones se puede observar el movimiento ondulatorio?

1 ▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender A partir de la situación planteada en la actividad se busca que sus estudiantes reconozcan y registren los aprendizajes previos, relacionados con las ondas. Puede recrear en la sala de clases la situación planteada, con el fin de que puedan evidenciar el fenómeno descrito, y así poder identificar conceptos que se asocian con el movimiento del corcho y con la perturbación de la superficie del agua. Puede reemplazar el corcho por una pelota de ping-pong o cualquier otro objeto que flote.

¿Qué son las ondas?

Páginas 16 y 17

Para introducir el concepto de onda, utilice la animación que encontrará al introducir el código GF1MP021a en el sitio web: codigos.auladigital.cl. Muestre específicamente la animación Ondas y energía y luego pregunte a los y las estudiantes ¿qué sucede con la esfera roja? Pídales que formulen algunas hipótesis o explicaciones del fenómeno que observan. Comente las respuestas y a partir de estas, recalque que las ondas son vibraciones que transportan energía y no materia.

Centros de investigación en Chile Cuando finalice el análisis de estas páginas, comente a sus estudiantes que en Chile se realizan investigaciones relacionadas con el contenido de la lección. Por ejemplo el laboratorio de ondas milimétricas, con el Grupo de Instrumentación Radio Astronómica de la Universidad de Chile. Un grupo multidisciplinario de astrónomos, ingenieros y técnicos trabaja en investigaciones relacionadas con la recepción de ondas para aplicaciones en radio-astronomía, desarrollando prototipos para múltiples observatorios, entre los cuales se encuentra el proyecto ALMA. Para obtener más información al respecto puede visitar los sitios webs que encontrará al introducir el código GF1MP021b y GF1MP021c en el sitio web codigos.auladigital.cl. Para trabajar el concepto de transporte de energía de las ondas, utilice el Desafío complejo, ¿Las ondas transportan energía?, de la página 36 de la Guía didáctica. En ella además se promueve que los y las estudiantes formulen explicaciones respecto de una situación cotidiana, apoyándose en los conceptos estudiados sobre las ondas, en este caso cómo el sonido emitido por una motocicleta transporta energía. Indique a sus estudiantes que pueden descargar en sus celulares un generador de frecuencias y al conectar el celular a un parlante, puede realizar de igual forma la actividad.

¿Cómo se clasifican las ondas? Páginas 18 a 21 En el Texto del estudiante, se presentan las ondas mecánicas y electromagnéticas. Otros tipos de ondas que pertenecen a este criterio de clasificación son las ondas gravitacionales, que son perturbaciones producidas por cuerpos masivos y acelerados que afectan la geometría espacio-tiempo. Para saber más sobre este tipo de ondas, revise la ventana de Profundización disciplinar Ondas gravitacionales en la página 30 de esta Guía didáctica.

▶ Actividad del texto:

¿De qué manera se puede propagar una onda? Es importante que considere que en todas las actividades del Texto del estudiante, con un carácter exploratorio y/o experimental, se declaran el objetivo, las habilidades y actitudes que en ella se trabajan. Y de forma adicional el tiempo aproximado en el que se espera que sus estudiantes la desarrollen. En esta actividad es importante que el resorte utilizado no oponga demasiada resistencia y que sea fácil estirarlo, ya que de lo contrario no se podrán evidenciar las ondas que se producen en él al perturbarlo. Puede conseguir este tipo de resortes en jugueterías.

▶ Actividad del texto:

Sintetiza y clasifica Realice la actividad de manera colaborativa en la pizarra. Puede que sus estudiantes tengan dificultad para clasificar la onda 2: indíqueles que consideren solo la onda que se produce en la superficie del agua y no lo que sucede bajo ella.

Representación y características de una onda

Páginas 22 y 23

Para reforzar este contenido, al terminar de revisar estas páginas pida a sus estudiantes que en sus cuadernos representen una onda identificando en dicho esquema los elementos característicos. Puede solicitar además, que dibujen ondas de distinta amplitud, longitud de onda, frecuencia y período, de manera que los y las estudiantes puedan describir las características de una onda a partir de su representación gráfica. Haga una puesta en común, en la pizarra, de los esquemas realizados por sus estudiantes, con el objetivo de verificar el logro de los aprendizajes trabajados en estas páginas.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

21

Orientaciones al docente

LECCIÓN 1 FENÓMENOS ONDULATORIOS

Posible error La aritmética asociada a los cálculos de la frecuencia, período y rapidez de propagación puede ser una dificultad al momento de resolver problemas que involucren este tipo de desarrollo. Verifique que sus estudiantes comprendan cómo despejar las variables que desean calcular de las expresiones asociadas a este fenómeno. Puede realizar algunas de estas operaciones en la pizarra, para que sus estudiantes comprendan el procedimiento y puedan, luego, aplicarlo.

Actividad 1 A una cuerda fija en uno de sus extremos se le agrega una masa y esta comienza a vibrar generando una onda estacionaria, tal como se representa en la siguiente figura. 2 A

Páginas 24 y 25

En esta sección, los y las estudiantes pueden adquirir las destrezas y habilidades necesarias para la resolución de problemas asociados a modelos matemáticos. Indíqueles que el modelo usado en el desarrollo del ejercicio propuesto les permitirá resolver los ejercicios de la sección Desafío de la página 25. Al finalizar el desarrollo de esta sección, revise las respuestas de sus estudiantes en una sesión plenaria, así podrá detectar posibles dificultades en la resolución de los ejercicios. Por ejemplo, en la primera actividad, sus estudiantes pueden confundirse al no presentar un esquema como en los otros ejercicios; recuérdeles que el movimiento de un péndulo corresponde a un movimiento periódico, en el que se cumple la relación inversa entre el período y la frecuencia. Posible error Al resolver problemas a partir de la representación gráfica de una onda, sus estudiantes pueden confundir el período de una oscilación o ciclo completo con el tiempo que tarda un semiciclo. Para evitar este error, se sugiere pedir a sus estudiantes que marquen en el gráfico el lugar en donde la onda completa un ciclo y luego, determinar su período. Al finalizar las actividades de la sección Desafío, proponga el desarrollo de las siguientes actividades a sus estudiantes, para trabajar los diferentes ritmos de aprendizaje. Si lograron responder correctamente los cuatro ejercicios propuestos, indíqueles que desarrollen la Actividad 2 y si responden de manera incorrecta uno o más de los ejercicios deben realizar la Actividad 1.

22

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

6 B

3

Para trabajar con sus estudiantes los conceptos desarrollados en esta páginas, utilice el laboratorio de ondas, que encontrará al introducir el código GF1MP021d en el sitio web codigos.auladigital.cl. Podrán medir diferentes elementos espaciales y temporales de distintas ondas, además de poder compararlas.

5

1

Uso de TIC

Taller de estrategias

4

31 cm

A partir de esta situación, responde: a. ¿Qué números representan los nodos? ¿Y los antinodos? b. ¿Cuál es la longitud de la onda? c. Si la onda demora 72 s en viajar desde el punto A hasta el punto B, ¿cuál es su período y su rapidez?

Actividad 2 Construye un péndulo de aproximadamente 30 cm de largo y mide el tiempo que tarda en dar diez oscilaciones. A partir de lo anterior, realiza lo siguiente: a. Determina el período y la frecuencia. b. Disminuye a la mitad la longitud del péndulo y determina su frecuencia y período. c. Realiza un análisis de cómo varia la frecuencia y el período de oscilación del péndulo si aumenta o disminuye su longitud.

Taller de ciencias

Páginas 26 y 27

Antes de comenzar el taller, puede revisar la ventana de Profundización didáctica, en la página 31 de la Guía didáctica. En ella se entregan algunos consejos que permiten el aprendizaje colaborativo de sus estudiantes. En este taller se propone que sus estudiantes formulen una hipótesis, lo que puede ser una dificultad si no consideran las variables involucradas. Si esto sucede guíe a sus estudiantes comentándoles que la variable independiente, en este caso, será la dirección de propagación de la onda o la posición de los obstáculos en el agua, y la dependiente, las características de la onda. Puede que al perturbar el agua los obstáculos de madera se muevan si son muy livianos, de ser así, sugiera a sus

1 estudiantes poner algo pesado sobre los trozos de madera, que no interfiera con la luz de la lámpara. Es recomendable que realice el experimento en un lugar con poca iluminación, para que las ondas que se producen en el agua puedan verse más claramente en la cartulina bajo la fuente. En la sección Desafío se les propone a sus estudiantes que planifiquen su investigación utilizando la V de Gowin, que corresponde a una herramienta para propiciar el establecimiento de relaciones entre aspectos conceptuales y metodológicos al estudiar un contenido en particular. Para profundizar sobre la V de Gowin puede revisar el anexo de la página 158 de la Guía didáctica.

Propiedades de las ondas

Páginas 28 y 29

Para trabajar con sus estudiantes la reflexión de las ondas, le proponemos utilizar animaciones como las que encontrará al introducir el código GF1MP022 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Pregunte a sus estudiantes: ¿qué sucede con la onda al cambiar el ángulo de incidencia? Procure que los y las estudiantes formulen sus hipótesis, entre las cuales pueden mencionar las siguientes: el rayo reflejado cambia de dirección cuando varía el ángulo de incidencia, el ángulo reflejado es igual al ángulo de incidencia, entre otras. Verifique lo que sucede utilizando la animación. Al trabajar estas páginas con sus estudiantes, utilice lo evidenciado en el Taller de ciencias, con el fin de que sus estudiantes lo asocien con estas propiedades. Por ejemplo, la reflexión del frente de onda producido con el dedo en el agua, que choca con la pared de la fuente y se devuelven con el mismo ángulo. Por otra parte, al disponer los dos obstáculos en el recipiente con agua, se evidencia la difracción de la onda producida al golpear la fuente.

Alfabetización científica Para contribuir a la alfabetización científica respecto a las propiedades de las ondas, pregunte a los y las estudiantes: ¿qué fenómeno ondulatorio ocurre entre el borde de una embarcación y las olas del mar? Coménteles que cuando una embarcación se desplaza por el mar, su movimiento hace que las olas del mar (ondas mecánicas) experimenten el fenómeno de difracción, ya que el barco se interpone al avance de las olas. Si la embarcación es pequeña, las olas lo bordean y detrás de ella el oleaje no cambiará, en cambio, si la embarcación es muy grande (mucho mayor en relación a la longitud de onda de las olas), solo se apreciará difracción en el borde de esta, punto desde el cual se produce una rápida amortiguación de las olas y por ende, se observa una zona sin oleajes.

▶ Actividad del texto:

Representa y predice Para que sus estudiantes evidencien lo que sucede cuando los frentes de ondas inciden sobre una superficie con diferentes ángulos, le proponemos recrear la experiencia usando un espejo, un láser y un transportador. Pídales que primero realicen las predicciones de lo que sucederá y luego, muéstreles lo que sucede usando los materiales antes mencionados.

▶ Actividad del texto:

Sintetiza Para sintetizar los contenidos de la lección, puede pedir a los y las estudiantes que elaboren un organizador gráfico usando la herramienta on-line llamada Prezi, que encontrará al introducir el código GF1MP023 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Indique a sus estudiantes que deben registrarse en la versión gratuita, utilizando un correo electrónico. Esta herramienta les permitirá crear un esquema, insertar textos, imágenes y videos. Pídales que una vez realizada la síntesis, la compartan con sus compañeros y compañeras. Para evaluar esta actividad, le proponemos la siguiente pauta: Pauta evaluación organizador gráfico Aspectos a evaluar

L

ML PL

Incluye todos los conceptos de la lección. Relaciona correctamente los conceptos. Inserta imágenes o videos. El diseño es atractivo. Usa correctamente la herramienta. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 30 y 31

Explique a sus estudiantes que estas páginas constituyen una instancia evaluativa en donde pueden medir el logro de sus aprendizajes. Por otra parte, les permite trabajar la metacognición; mencióneles que en esta etapa pueden verificar sus metas y corregir estrategias de aprendizajes que no les estén dando los resultados esperados. Pida a los y las estudiantes que completen la sección ¿Cómo vas?, de modo que identifiquen aquellos aprendizajes que no se han alcanzado y el nivel de desempeño alcanzado. Para trabajar los diferentes ritmos de aprendizaje, le proponemos utilizar las siguientes actividades complementarias de las páginas 31 y 32 de la Guía didáctica: si los estudiantes presentan un nivel de desempeño Logrado, pídales que completen la Ficha de Profundización, y si su desempeño fuese Medianamente logrado o Por lograr, solicíteles que desarrollen la Ficha de Refuerzo. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

23

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 2

Páginas 32 a 57

Tiempo estimado: 12 horas

EL SONIDO Propósito:

Describir el origen, propagación y los fenómenos asociados al sonido.

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando a través de diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

IE

Actividad

Habilidades

Actitud/ OFT

IE 5-7 IE 6

Consolida tus aprendizajes 1.a (Pág. 62) Me preparo para aprender (Pág. 32) ¿Qué relación existe entre la frecuencia y el tono? (Pág. 40) Consolida tus aprendizajes 1.b (Pág. 62)

Explicar Analizar - Relacionar

A1/OFT 1 A1-A3/OFT 1

Relacionar

A2/OFT 2

Explicar

A1/OFT 1

IE 8 Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.

IE 9 IE 10 IE 11 IE 12

Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del sonido y su espectro.

La imagen y el sonido (Pág. 42) Taller de estrategias (Pág. 43) Consolida tus aprendizajes-8 (Pág. 64) Percibiendo el fenómeno de resonancia (Pág. 48) ¿Cómo se percibe el sonido de una fuente en movimiento? (Pág. 50)

IE 13

Observando el sonido (Pág. 38)

IE 14

Sintetiza y clasifica (Pág. 41)

IE 15

Organizar e interpretar datos, y formular IE 16 explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos IE 17 científicos en estudio. Describir dispositivos IE 18tecnológicos relacionados 20-21 con el sonido, empleando los conceptos en estudio. IE 19

Investiga y comunica (Pág. 35) ¿Cuál es mi rango de audición? (Pág. 36) Proyecto (Pág. 39) Taller de ciencias (Págs. 44 y 45)

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

A1/OFT 1 A2/OFT 2 A1/OFT 1

Observar - Explicar

A1-A3/OFT 1

Observar - Describir

A1/OFT 1

Relacionar Representar Analizar - Comparar Sintetizar - Clasificar Investigar Comunicar Comparar - Explicar Investigar - Analizar Registrar datos Concluir Procesar e interpretar datos - Formular explicaciones

A2/OFT 2 A2/OFT 2 A2/OFT 2 A1/OFT 1 A1-A3/OFT 1 A1-A3/OFT 1

Reflexiona (Pág. 59)

Reflexionar

A1/OFT 1

Detección de infrasonidos en Chile (Pág. 37)

Explicar

A1/OFT 1

En esta lección se trabajan los conceptos que permiten describir el sonido y sus propiedades, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los con-

24

Reconocer Formular hipótesis Calcular Aplicar

tenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias, se entregan herramientas para resolver problemas y en los Talleres de ciencias se trabajan las habilidades propuestas, haciendo énfasis en

1 el procesamiento e interpretación de datos y en la formulación de explicaciones. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

Orientaciones metodológicas El propósito de las orientaciones y los recursos que se presentan a continuación, es apoyar el desarrollo de los contenidos de esta lección, promoviendo el logro de los aprendizajes propuestos.

Activación de conocimientos previos Para comenzar puede preguntar a los y las estudiantes: ¿qué fenómenos asociados al sonido conocen?, ¿por qué es importante explicar los fenómenos sonoros?, ¿qué aplicaciones tiene el sonido en la vida cotidiana? Indique que no existen preguntas erradas y que estas serán respondidas en el transcurso de la lección.

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Los conceptos de la lección anterior son la base para comprender el sonido. Para guiar a sus estudiantes pregúnteles: si el sonido es una onda, ¿qué características de estas debería presentar? Es importante que sus estudiantes reconozcan estos conceptos y puedan identificar aquellos que les permiten describir el fenómeno planteado en la actividad. Para ayudarlos a realizar este análisis, pídales recrear la actividad que realizó Amanda e Ismael, usando los mismos materiales que se proponen. Esto también les ayudará a identificar las habilidades necesarias para desarrollar la actividad. Al finalizar la lección puede retomar esta actividad y pedirles que expliquen lo sucedido aplicando lo aprendido. Además, puede proponerles como desafío modificar el hilo por otros más gruesos, como cuerdas o lana, y por otros de distinto material, por ejemplo hilo de pescar. Pídales que analicen las diferencias que existen en la intensidad del sonido escuchado al realizar estas variaciones.

¿Cómo se origina y propaga el sonido?

Páginas 32 y 33

Para que sus estudiantes comprendan la propagación del sonido le proponemos mostrar las animaciones que encontrará al introducir el código GF1MP025a en el sitio web codigos.auladigital.cl. En la primera animación, pida a sus alumnos y alumnas que se fijen en la partícula marcada con un círculo, y pregúnteles: ¿se desplazó la partícula hasta el oído del niño?, ¿se transportan las partículas al propagarse el sonido? En la segunda animación, pida a sus estudiantes que identifiquen las zonas de rarefacción y las zonas de compresión en el esquema que se forma al iniciar la animación.

¿Cómo percibimos el sonido?

Páginas 34 y 35

Para apoyar el contenido revisado en estas páginas le proponemos mostrar a sus estudiantes el video que encontrará al introducir el código GF1MP025b en el sitio web codigos. auladigital.cl, con el fin de que puedan ver el movimiento de las estructuras del oído al percibir el sonido. Al revisar este contenido puede trabajar en conjunto con el docente de la asignatura de Biología, de modo de conectar los fenómenos físicos con lo que sucede en nuestro cuerpo, y así lograr que sus estudiantes puedan integrar los contenidos con los conocimientos de otras áreas. Para profundizar acerca de algunas enfermedades del oído, revise la información que se presenta a continuación, sobre la enfermedad de Ménière.

Ventana de profundización disciplinar La enfermedad de Ménière, es un trastorno crónico que afecta a la cóclea y al laberinto vestibular, los órganos que forman el oído interno, responsables de la audición y del equilibrio, respectivamente. La causa de esta enfermedad no está clara, sin embargo, se sabe que se produce por el exceso o defecto de la absorción de la endolinfa (líquido del oído interno), lo que produce un daño en las células ciliadas debido al aumento de la presión en el interior del oído. Algunos síntomas de la enfermedad de Ménière son: hipoacusica variable (deficiencia auditiva), presión en el oído, zumbido en el oído afectado y vértigo o mareo. Para algunas personas, la enfermedad de Ménière se mejora sin tratamiento y otras lo requieren. Entre los tratamientos que el médico sugiere está el cambio de estilo de vida, el uso de medicamentos, terapias de pulsos de baja presión o cirugía. Fuente: Temario universal volumen I. ATS/DUE. Servicio Vasco de Salud. Editorial Mad, S.L. 2006.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

25

LECCIÓN 2 EL SONIDO

▶ Actividad del texto:

Investiga y comunica Esta actividad le permitirá a sus estudiantes trabajar con información de diferentes fuentes. Indíqueles que deben manejar ciertos criterios para identificar las fuentes confiables de información, por ejemplo: que se cite al autor y la bibliografía consultada, y que tenga el respaldo de alguna universidad, editorial o institución de investigación.

El espectro de la audición

Páginas 36 y 37

▶ Actividad del texto:

Observando el sonido Para obtener mejores resultados en esta actividad, le recomendamos que la realice en un lugar con poca iluminación, para que se pueda evidenciar mejor la vibración de la luz del láser. Es importante que el espejo esté pegado lo más al borde del tarro o tubo, ya que en este punto las vibraciones son más notorias, a diferencia del centro del tubo.

Rec

RDC Trabaje con sus estudiantes el RDC de desarrollo. Se recomienda para que el estudiantado, a partir de u rs o d i g estímulos auditivos, señale diferentes características del sonido y utilice los conceptos ple nt de tono, intensidad y timbre. me

Para evaluar la actividad puede utilizar la pauta que se entrega a continuación: Pauta de evaluación uso de TIC L

ML PL

Utiliza correctamente el generador de frecuencias. Realiza las mediciones de manera adecuada. Utiliza frecuencias que no pasan el umbral del dolor. Usa la aplicación solamente para lo que se requiere. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

com

¿Cuál es mi rango de audición? La actividad requiere el uso de las TIC pues se necesita usar una aplicación que genere frecuencias y que sea de libre uso, las cuales pueden ser descargadas a una tablet, computador o en un smartphone. El tiempo que se requiere para esta descarga dependerá de la conexión a internet, por lo que se sugiere contar con la aplicación o un software antes de comenzar la actividad, el cual puede descargar al introducir el código GF1MP026a en el sitio web codigos.auladigital.cl. Otra opción es buscar una app que genere frecuencias, como por ejemplo: "generador de frecuencia". Estos software y app permiten variar la frecuencia que se desea utilizar y también puede variar su intensidad, modificando el volumen del celular o computador.

Indicadores

Páginas 38 a 41

it a l

▶ Actividad del texto:

Las características del sonido

io

Comente a sus estudiantes los efectos biológicos, fisiológico y psicológicos del sonido, para lo cual puede revisar la Profundización disciplinar en la página 30 de la Guía didáctica.

ar

Orientaciones al docente

Para complementar el contenido sobre la intensidad sonora, puede utilizar la siguiente ventana de profundización.

Ventana de profundización disciplinar El nivel sonoro permite diferenciar las diversas intensidades del sonido que el oído humano puede percibir. Para esto, se utiliza una escala logarítmica donde el nivel sonoro (β) se define mediante la siguiente ecuación: I β=10log ____ Io

( )

En esta relación, I0 corresponde a la intensidad de referencia (umbral del dolor, I0 = 1 x 10–12 W/m2) e I es la intensidad del sonido medido por cada metro cuadrado. Fuente: Seway, R.A., Jewett, J. W. (2009) Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna. Volumen 2. Séptima edición. Mexico: Cengage Learning Editores, S.A. de CV.

▶ Proyecto:

¿Existe contaminación acústica en mi sala de clases y colegio? Esta actividad permitirá que sus estudiantes apliquen el contenido que los afecta directamente, utilizando la metodología de proyectos. Para descargar la aplicación pueden buscarla como "medidor de ruido" o "decibelímetro", si no la encuentran como sonómetro. De forma adicional, puede proponer a sus estudiantes que diseñen un plan de acción para disminuir la contaminación acústica en su sala o colegio.

▶ Actividad del texto:

¿Qué relación existe entre la frecuencia y el tono? En esta actividad se espera que los y las estudiantes aprecien que al cambiar la longitud de la regla, esta podrá variar la frecuencia y con el ello, el sonido que se escucha.

26

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

1 El concepto de timbre del sonido puede generar confusión en sus estudiantes. Para evitarlo explique que la composición armónica se puede relacionar con la forma de la onda. Muestre imágenes con distintas formas de onda con el respectivo sonido que emiten, por ejemplo, las que encontrará al introducir los códigos GF1MP026b, GF1MP026c y GF1MP026d en el sitio web codigos.auladigital.cl.

¿Con qué rapidez se propaga el sonido?

Páginas 42 y 47

▶ Actividad del texto:

La imagen y el sonido Para el desarrollo de esta actividad, es recomendable escoger un lugar en que pueda escucharse claramente el sonido del globo y también que sea visible para todos los observadores.

Taller de estrategias

Página 43

Los cálculos asociados a la resolución del problema propuesto pueden presentar cierto grado de dificultad para sus estudiantes; indíqueles cómo obtener porcentajes de manera general y luego, que lo apliquen al ejercicio propuesto. En la sección Desafío sus estudiantes no aplicarán directamente la ecuación, lo que puede ser una dificultad para ellos. Realice en la pizarra el procedimiento para despejar la variable temperatura de la ecuación.

Taller de ciencias

▶ Actividad del texto:

Percibiendo el fenómeno de resonancia Para la actividad se requieren dos diapasones; si no se cuenta con estos materiales, se pueden utilizar dos copas de vidrio iguales y vacías, y palos de fósforos o mondadientes. Acerque las copas de vidrio, sin que se toquen y agregue la misma cantidad de agua a cada una de ellas. Coloque los fósforos sobre el borde de una de las copas. Luego, moje su dedo índice y toque el borde de la otra copa, rodeando el contorno superior. Al pasar el dedo por este lugar se debe emitir un sonido. Pregunte a sus estudiantes: ¿por qué se emite dicho sonido? Pídales que observen qué ocurre con los palitos de fósforos. Si estos comienzan a vibrar, solicíteles que propongan una explicación. Es importante que las dos copas contengan el mismo nivel de agua o esten vacías al momento de realizar la experiencia.

Para trabajar el fenómeno de resonancia, utilice el Desafío complejo Resonancia mecánica, de la página 37 de la Guía didáctica. Si no es posible realizar la actividad experimental, puede mostrar a sus estudiantes un video, que muestra la resonancia con la oscilación de péndulos, que encontrará al introducir el código GF1MP027 en el sitio web codigos. auladigital.cl.

▶ Actividad del texto:

¿Cómo se percibe el sonido de una fuente en movimiento? En el caso de no poder utilizar un celular se puede usar una radio a pilas o cualquier artefacto que pueda emitir un sonido.

Páginas 44 y 45

En esta actividad se plantea un problema de investigación a partir del cual los estudiantes formularán sus hipótesis. Entre las cuales se pueden mencionar las siguientes: "si el material tiene una superficie lisa, reflejará de mejor manera el sonido" o "los materiales que tengan poros en su superficie absorberán el sonido". Por otra parte es importante verificar que los ángulos que forman los tubos de PVC con la línea dibujada en la cartulina sean iguales de manera que se pueda verificar la ley de reflexión con los materiales.

Las propiedades de las ondas sonoras

Páginas 46 a 53

Centros de investigación en Chile Comente con los y las estudiantes que existen investigaciones que se desarrollan en Chile relacionadas con la reflexión del sonido. Específicamente, en la Universidad Austral de Chile cuentan con un laboratorio que posee un sistema de medición de coeficiente de reflexión complejo e impedancia acústica de los materiales.

El estudio de las ondas y el sonido en la historia Páginas 54 y 55

▶ Actividad del texto:

Reflexiona Indique a sus estudiantes que no existe respuesta correcta para esta actividad. Sin embargo, la opinión en esta situación debe ser argumentada. Complemente las preguntas de esta actividad con las siguientes: ¿podrían existir los aparatos tecnológicos que utilizas siempre, sin los aportes de los científicos en la historia?

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 56 y 57

Para trabajar los diferentes ritmos de aprendizaje de sus estudiantes, proponga el desarrollo de las actividades complementarias de las páginas 34 y 35 de la Guía didáctica. Considere que si los y las estudiantes presentan un nivel de desempeño Logrado, pídales que completen la Ficha de profundización, en el caso de que su desempeño fuese Medianamente logrado o Por lograr, solicíteles que desarrollen la Ficha de refuerzo. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

27

Orientaciones al docente

Cierre de unidad del Texto del estudiante

El propósito de las páginas finales de la unidad del Texto del estudiante es sintetizar las nociones esenciales, las habilidades y actitudes desarrolladas en cada lección, para finalmente evaluarlas. La Guía didáctica entrega orientaciones para el trabajo con las distintas secciones que componen el cierre de la unidad.

Páginas 58 a 65

Pauta de evaluación de la investigación Aspectos a evaluar El tema tiene relación con los contenidos de la unidad. Describe claramente el estudio.

L

ML PL

Identifica el objetivo del estudio. Describe los aportes del estudio. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Sintetiza tus aprendizajes

Páginas 60 y 61

La sección Sintetiza tus aprendizajes tiene por finalidad que los y las estudiantes realicen una síntesis con las nociones esenciales, las habilidades y actitudes desarrolladas a lo largo de la unidad. Para facilitar esta actividad puede considerar un trabajo con las TIC, pues permiten que los estudiantes puedan realizar estos organizadores usando plataformas web y programas. A continuación le proponemos algunas que puede utilizar con sus estudiantes. ɔ Mindomo. Software en línea que permite elaborar infografías y mapas conceptuales. Es necesario registrarse y permite guardar los trabajos realizados. Se puede encontrar al introducir el código GF1MP028a en el sitio web codigos.auladigital.cl. ɔ Bubble.us. Se pueden crear mapas conceptuales de forma colaborativa, exportarlos como imágenes y compartirlos a través de una dirección URL. Se puede encontrar al introducir el código GF1MP028b en el sitio web codigos.auladigital.cl. ɔ MindMeister. Programa descargable, que permite crear mapas conceptuales, incorporando enlaces y documentos. Es necesario registrarse para descargarlo. Se puede encontrar al introducir el código GF1MP028c en el sitio web codigos.auladigital.cl. El uso de estos recursos permite fomentar la motivación de sus estudiantes por las actividades de síntesis, ya que estas tecnologías son dinámicas y cercanas a las que utilizan frecuentemente.

com

ple

28

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

it a l

RDC Trabaje con sus estudiantes el RDC de cierre, para preparar la evaluación final de la unidad. Indíqueles que identifiquen los contenidos en los que presenten u rs o d i g debilidades y que propongan una estrategia para lograr su comprensión. Rec

Al trabajar esta sección con sus estudiantes haga énfasis en la relación que tiene con los temas trabajados en la unidad; puede indicarles que lean los títulos de cada texto y que mencionen los conceptos de ondas o sonido que creen que están relacionados con cada uno. De forma adicional a las preguntas presentadas en la sección Reflexiona de la página 59, puede plantear a sus estudiantes las siguientes para cada tema: Creando mapas de ruido: ɔ ¿Cómo puede beneficiar a la salud de las personas la realización de los mapas de ruido? ɔ ¿Qué decisiones se pueden adoptar a partir de la información que entregan los mapas de ruido? Levitando a través de ondas sonoras: ɔ ¿Qué permite que una onda sonora pueda producir la levitación acústica? ɔ ¿Qué otras aplicaciones podría tener la levitación acústica? Lentes acústicas: potenciando las ondas sonoras: ɔ ¿Qué beneficios tienen las cirugías no invasivas en los pacientes en comparación con las cirugías tradicionales? Como actividad complementaria, proponga a sus estudiantes que realicen una investigación sobre una institución chilena que esté realizando algún estudio relacionado con los temas analizados en la unidad, por ejemplo, las aplicaciones ultrasónicas para el secado industrial de líquidos que desarrolla la Universidad de Santiago de Chile. Para la realización de esta actividad, indique a sus estudiantes que deben buscar información en fuentes confiables, ya sean revistas de investigación científica o páginas webs de instituciones gubernamentales o universidades. Para evaluar esta actividad le proponemos la siguiente pauta, la cual puede modificar agregando aspectos a evaluar que considere importantes.

La información es de fuentes confiables.

io

Páginas 58 y 59

ment

ar

Ciencia, tecnología y sociedad

1 Consolida tus aprendizajes

Páginas 62 a 65

El propósito de estas páginas es evaluar los contenidos, las habilidades y las actitudes trabajadas en la unidad. En la Guía didáctica se incluye como material complementario una Evaluación de la unidad, en las páginas 38 a 41, que abarca los aprendizajes esperados en función de los indicadores de evaluación sugeridos en el programa de estudio del nivel. Esta evaluación presenta preguntas de selección múltiple y de desarrollo, y sus respuestas se encuentran en la sección Solucionario de la Guía didáctica. En la siguiente tabla, se muestra la distribución de los Aprendizajes Esperados, de los Indicadores de Evaluación y habilidades, en la evaluación de la unidad. Aprendizaje Esperado

Describir en forma cualitativa el origen y la propagación del sonido, su comportamiento en diferentes medios, y su naturaleza ondulatoria.

Describir en forma cuantitativa la altura, intensidad y cualitativamente el timbre del sonido y su espectro. Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio. Describir dispositivos tecnológicos relacionados con el sonido, empleando los conceptos en estudio.

IE

Habilidad N° Pregunta

IE 6

Analizar

2, 3

IE 7

Analizar

1, 21

IE 5

Aplicar

4, 22

IE 6

Analizar

5, 6

IE 1

Aplicar

23

IE 2

Aplicar

7, 8, 9

IE 3

Evaluar

10, 24

IE 4

Aplicar

11, 12

IE 5

Analizar

13, 14

IE 6

Comprender

25

IE 7

Aplicar

15, 16, 17

IE 8

Aplicar

28

IE 9

Analizar

29, 30

IE 10

Aplicar

18

IE 11

Analizar

27

IE 12

Analizar

19, 20

IE 13

Evaluar

26

Metacognición La unidad del Texto del estudiante incluye actividades que promueven la metacognición de los alumnos y alumnas, con el fin de que estos puedan descubrir cómo están aprendiendo y qué estrategias implementar para mejorar este proceso. Así, los y las estudiantes se hacen responsables de su propio aprendizaje. Puede utilizar la siguiente escala de apreciación, para que sus estudiantes revisen su proceso metacognitivo.

Escala de apreciación Proceso metacognitivo Dimensión Aspectos a observar L ML PL Pido más información. Busco información que se relacione con el Interés contenido. Propongo nuevas actividades. Busco alternativas por mi propia cuenta Frente a una Pido ayuda. dificultad Me angustio de modo que no continúo realizando mi trabajo. Manifiesto alegría por el logro. Pido más tarea o Frente al éxito trabajo. Me burlo del trabajo de otros. Diseño estrategias para el estudio. Identifico mis habilidaTrabajo des y mis actitudes. Propongo mejoras en mi técnica de estudio. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

29

Profundización disciplinar

Ondas

Lección 1

gravitacionales

Las ondas gravitacionales son, teóricamente, fluctuaciones de la curvatura del espacio tiempo que se propaga por el espacio. Estas son generadas cuando sistemas no estacionarios, de dos o más cuerpos masivos y acelerados, interactúan en el espacio, comprimiendo los objetos y el espacio en una dirección y estirándolos en la dimensión perpendicular. Estos efectos son muy débiles, de modo que se necesitan eventos de magnitudes apocalípticas que involucren cuerpos masivos sometidos a grandes aceleraciones, tales como la colisión de dos estrellas de neutrones o la fusión de dos agujeros negros, para poder cuantificarlos indirectamente. Cuando las ondas gravitacionales pasan se produce una fluctuación de las distancias entre los cuerpos, o sea que el espacio-tiempo se curva, por lo que se obtienen variaciones en la distancia entre los objetos. Para medir estas variaciones se necesitan instrumentos de mucha sensibilidad llamados interferómetros. Un ejemplo es el in-

terferómetro LIGO, capaz de captar distorsiones de 10–18 m con sus espejos. La importancia de cuantificar los efectos de las ondas gravitacionales radica, no solo en que permitirían validar las teorías de Einstein, sino que también podrían entregarnos información acerca de la historia del universo, y además nos permitiría generar modelos para predecir sucesos astronómicos futuros.

Fuentes: – Introducción a LIGO y a las ondas gravitacionales. (s.f.). Recuperado el 26 de mayo de 2015, de http://www.ligo.org/sp/science/GWDetecting.php – ¿Qué son las ondas gravitacionales? (s.f.). Recuperado el 26 de mayo de 2015, de http://www.grg.uib.es/publico/aprende/intro.php – Moreno, C. García-Salcedo, R. Lara, A. Ramírez, J. (2008). Introducción a las ondas gravitacionales.

Lección 2

Efectos

biológicos, fisiológicos y psicológicos del

El sonido puede relajarnos, favorecer actividades cerebrales superiores como las matemáticas o el ajedrez, estimular nuestra actividad inmunitaria y un sinnúmero de otros efectos favorables, pero también, a intensidades muy altas, puede ocasionar daños a nuestro cuerpo, generar situaciones de estrés e incluso causar resonancia en nuestros órganos digestivos, provocando malestar y vómitos. Escuchar música implica el uso de todo el cerebro, uniformizando nuestras ondas cerebrales, aumentando la producción de endorfinas, regulando nuestros niveles de estrés. Diversos estudios demuestran que incluso afecta las estructuras proteínicas de los seres vivos fomentando su producción. Investigaciones de terapia musical han encontrado que la frecuencia, tiempo y volumen del sonido puede regular nuestro ritmo cardiaco que tiende a acelerarse o hacerse más lento para ir al compás de la música. Este efecto es notorio al percibir que nuestro corazón entra en resonancia con instrumentos membranófonos cuando estamos en un concierto con música alta. En cuanto a los efectos sicológicos, algunos teóricos afirman que la música puede desarrollar la capacidad de atención

30

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

sonido

y la memoria. También puede estimular la imaginación y la capacidad creadora y generar sensaciones de seguridad y bienestar, aunque estos efectos son mucho más difíciles de demostrar para la ciencia. Existe, por ejemplo, la controversia del efecto Mozart, debido a lo cual muchos padres se esfuerzan para que sus hijos escuchen, incluso antes de nacer, las composiciones del genial autor austriaco debido a que en 1993 Frances Rauscher, una psicóloga estadounidense, postulara que favorecían el coeficiente intelectual. Podemos evidenciar los efectos del sonido poniendo un vaso de agua al lado de una fuente de sonido, observando las ondas que se generan en la superficie; imaginen el efecto que tiene en el cuerpo humano, que está compuesto en un 70% de agua. Fuentes: – Campbell, D. (1998). El Efecto Mozart. España: Ediciones Urano, S.A. – Method for the regulation of protein biosynthesis. (s.f.). Recuperado el 26 de mayo de 2015, de http://www.rexresearch.com/sternheimer/ sternheimer.htm#uspa – Poch, S. (2001). Importancia de la musicoterapia en el área emocional del ser humano. Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, 42, 91-113.

1

Profundización didáctica

Aprendizaje

cooperativo

La ciencia es un esfuerzo de colaboración. Los resultados combinados de varias personas que trabajan juntas es a menudo mucho más eficaz de lo que podría ser el de un científico que trabaja solo.

John Bareen, Premio Nobel de Física 1956 y 1972.

Reflexione ¿Hay aprendizajes que los estudiantes podrían adquirir de forma colaborativa?

Empatice ¿Podría poner atención de forma ininterrumpida a una clase magistral de una hora y media?

Decida ¿Está dispuesto a utilizar una estrategia diferente en sus clases? A fines de la primera mitad del siglo XX el progreso científico se aceleró notoriamente, introduciendo un enfoque cooperativo en el desarrollo de la ciencia, donde equipos multidisciplinares trabajaban en proyectos a gran escala, a lo que se le denominó megaciencia (big science). Lo anterior reveló que la cooperación y el trabajo en equipo son significativos en la nueva forma de hacer y enseñar ciencias.

La distribución del aula influye en cómo los y las estudiantes, y usted participen en las actividades didácticas. Asegúrese de que los estudiantes de cada grupo estén lo suficientemente cerca de manera que puedan mirarse a los ojos, compartir materiales y hablar sin molestar a los otros grupos. Por otra parte, usted debe poder circular con facilidad por el aula y observar fácilmente los grupos de trabajo.

En la sala de clases también se puede incorporar este enfoque, mediante una estrategia denominada aprendizaje cooperativo, que se basa en la interacción social y reemplaza la competitividad por una estructura basada en el trabajo en equipo y el alto desempeño, lo que permite mejorar el rendimiento de sus estudiantes. Conjuntamente, los ayuda a establecer relaciones positivas, construyendo una comunidad de aprendizaje en la que se valore la diversidad, y que proporciona experiencias necesarias para lograr un saludable desarrollo social, psicológico y cognitivo.

Para implementar el aprendizaje colaborativo se requieren los mismos materiales curriculares que se utilizan en el aprendizaje individualista, sin embargo, la forma en que los distribuya le permitirá incrementar la interdependencia entre sus estudiantes. Una opción es entregar solo un set de materiales por grupo, o que cada miembro reciba parte de las instrucciones, lo que los obligará a trabajar juntos, ya que es muy probable que trabajen por separado si cada uno dispone de toda la información y de todos los materiales.

El aprendizaje cooperativo no tiene un número de integrantes definido para los grupos de trabajo, pero mientras más numerosos sean, se tendrán más destrezas disponibles y los estudiantes deberán mejorar sus habilidades sociales para permitir que todos se expresen. Por lo general, son preferibles los grupos heterogéneos, ya que así habrá más perspectivas y métodos para la resolución de problemas, y además se presentará un mayor desequilibrio cognitivo que estimulará el aprendizaje. Debe incentivar una interdependencia positiva entre los estudiantes de cada grupo e instaurar en ellos la convicción de que los resultados que obtengan, ya sean positivos o negativos, serán de todos. Al trabajar en grupos, se perderá intimidad entre usted y el estudiante, por lo que deberá poner más atención para identificar sus fortalezas y debilidades.

Durante las primeras sesiones en las que implemente esta estrategia de aprendizaje, explique oralmente a los estudiantes la tarea que deben realizar. Apóyese con alguna estructura visual, de modo que quede claro el carácter y los objetivos de la clase. Considere que se debe llevar a cabo el aprendizaje cooperativo durante cierto tiempo antes de empezar a adquirir una verdadera destreza al respecto, y de la misma forma tomará tiempo que sus estudiantes se acostumbren a trabajar de este modo. Fuentes: – Johnson, D. Johnson, R. Holubec, E. (1999). Aprendizaje cooperativo en el aula. Buenos Aires: Editorial Paidós SAICF. – Lobato Fraile, C. (1997). Hacia una comprensión del aprendizaje cooperativo. Revista de Psicodidáctica, 4, 59-76.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

31

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Lección 1: Fenómenos ondulatorios

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 1, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. CALCULA

1. En el laboratorio de ciencias, Esteban registró en una tabla la frecuencia y el período de oscilación de cuatro ondas periódicas distintas. Completa la tabla con los datos que faltan para cada onda. Onda

Período (s)

1

0,2

Frecuencia (Hz) 10

2 0,5

3

6

4

2. Un estudiante registra la rapidez con que una onda se propaga por el aire, luego, cuando se propaga por el agua, nota que su rapidez aumenta aproximadamente 4,5 veces, ¿qué puedes afirmar respecto de la longitud de onda al entrar al agua?

APLICA

3. Camila comienza a generar una onda transversal utilizando un resorte. Considera que la amplitud de la onda producida es de 1 m, su rapidez es de 4 m/s y tiene una frecuencia de 2 Hz. Construye un gráfico para tres ciclos de la onda, ubicando la amplitud en el eje vertical (de las ordenadas) y la longitud de onda en el eje horizontal (de las abscisas).

Distancia (m)

EXPLICA

EXPLICA

Distancia (m)

4. A un grupo de niños se les muestra las ondas de un resorte y las de la superficie de un tambor. De acuerdo a los criterios de clasificación de ondas, ¿cómo les explicarías la diferencia entre estas?

Ondas en un resorte.

32

0

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Ondas en la superficie de un tambor.

Nombre:

Diferentes ritmos de aprendizaje

Curso:

1

Lección 1: Fenómenos ondulatorios

Fecha: Material fotocopiable

Ficha de profundización

Para profundizar los aprendizajes de la lección 1, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. CONCLUYE

EVALÚA

1. Consigue un péndulo de 20 cm de longitud y hazlo oscilar. Utilizando el cronómetro de tu celular, mide el tiempo que tarda en realizar cinco oscilaciones. a. ¿Cuál es la frecuencia y el período de oscilación del péndulo? b. Aumenta al doble el largo del péndulo, vuelve a medir el tiempo que tarda en dar cinco oscilaciones y determina su frecuencia y período de oscilación. c. Compara los resultados obtenidos en el punto a. y en el b. ¿Qué puedes concluir? 2. Manuel realiza el análisis de una onda y elabora las siguientes descripciones. I. La amplitud es la quinta parte de la longitud de onda. II. La onda realiza 30 ciclos en 7,5 s. III. La onda recorre 50 m en 2,5 s. IV. La distancia entre la primera y la sexta cresta es de 25 m. Basándose en la información recogida, Manuel concluye que la amplitud de la onda es de 1 m. a. ¿Es correcta la conclusión de Manuel? Justifica tu respuesta. b. ¿Con cuál o cuáles de las descripciones elaboradas por Manuel es posible determinar la amplitud de la onda? Menciona dos opciones.

ANALIZA

3. Se generan ondas a lo largo de un resorte que tiene uno de sus extremos fijo, como se muestra en la imagen.

a. b. c. d. CREA

¿Cómo se puede aumentar o disminuir la rapidez de las ondas en el resorte? ¿Cómo se puede modificar la frecuencia de las ondas en el resorte? Plantea una hipótesis a partir de tus respuestas. Propón y desarrolla un experimento para comprobar la hipótesis planteada.

4. Realiza un póster, presentando los criterios de clasificación de las ondas que fueron presentados en tu Texto. Señala su descripción para cada caso y un ejemplo de una situación cotidiana en que se pueda evidenciar dicha clase de onda.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

33

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Lección 2: El sonido

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 2, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. CLASIFICA

1. Ordena las siguientes ondas sonoras desde la más grave a la más aguda. Una onda con un período de 0,01 s. Una onda con una frecuencia de 500 Hz. Una onda con una rapidez de 340 m/s y una longitud de onda de 10 m.

Material fotocopiable

Una onda con una rapidez de 1330 m/s y un período de 0,05 s.

34

EXPLICA

2. ¿Por qué los seres humanos no podemos escuchar algunos sonidos, como el emitido por un silbato para perros o los emitidos por los elefantes para comunicarse? Explica.

EXPLICA

3. Imagina que dentro de una habitación cuyas paredes han sido recubiertas con una gruesa capa de espuma plástica, entrara un murciélago. ¿Podría volar sin chocar con las paredes? Explica.

ANALIZA

4. Marcelo afirma que las ondas sonoras en el aire son ondas mecánicas, longitudinales y tridimensionales. ¿Qué fenómenos o propiedades evidencian lo propuesto por Marcelo?

EXPLICA

5. Dos estudiantes se encuentran en la clase de música, uno de ellos toca una guitarra y el otro una flauta. ¿Cómo puedes diferenciar las notas musicales que emiten estos instrumentos? Explica.

EXPLICA

6. Los dispositivos de detección y cartografía que funcionan con ondas sonoras, utilizan generalmente infrasonidos, ¿por qué crees que se usan estos tipos de ondas?

APLICA

7.

EVALÚA

8. Imagina que de forma momentánea pierdes el sentido de la audición. a. ¿Qué habilidades crees que deberías desarrollar para poder realizar tus actividades diarias? b. ¿Consideras que la sociedad chilena reúne las condiciones, tanto tecnológicas como culturales, necesarias para apoyar a las personas sin esta capacidad? c. ¿Qué medidas propondrías para mejorar la calidad de vida de las personas que no poseen la capacidad auditiva?

En un laboratorio se ubica una copa de cristal cuya frecuencia natural es de 400 Hz. ¿Qué longitud de onda deberá tener una onda sonora para entrar en resonancia con la copa? Considera que la temperatura del laboratorio es de 25 °C.

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Nombre:

Diferentes ritmos de aprendizaje

Curso:

1

Lección 2: El sonido

Fecha: Material fotocopiable

Ficha de profundización

APLICA

1. Claudia al estudiar el fenómeno de refracción del sonido llega a la conclusión que cuando una onda es refractada, al pasar de un medio a otro, cambia su velocidad de propagación y su longitud de onda, sin embargo, su frecuencia se mantiene constante. a. ¿Qué sucede con el tono del sonido al refractarse? b. ¿Son correctas las conclusiones de Claudia? Argumenta tu respuesta.

ANALIZA

2. Ricardo y Miguel notan que al escuchar sonidos de frecuencias entre 3000 Hz y 4000 Hz, a alta intensidad, puede producir dolor en el oído humano. Ambos justifican la situación con las siguientes afirmaciones: ɔ Ricardo argumenta que sobre los 3000 Hz las ondas tienen una frecuencia demasiado alta y sobrecargan el tímpano con sus vibraciones, por eso duele. ɔ Miguel defiende que la frecuencia de resonancia del oído humano está cerca de los 3600 Hz, por lo tanto es más sensible a esas frecuencias y vibra con mayor facilidad que en otras frecuencias. a. ¿Quién tiene razón? Explica. b. ¿Podrían estos sonidos afectar otros órganos del cuerpo humano o a otros animales? Explica.

APLICA

3. Valentina está aprendiendo a tocar el saxofón, y para no molestar con el ruido a su familia y vecinos, decidió aislar acústicamente su habitación. ¿Qué características debe tener el material que debe utilizar Valentina para forrar su pieza y así aislarla acústicamente?

ANALIZA

4. ¿Cómo podrías demostrar, con un experimento, que las ondas sonoras en el aire son mecánicas y longitudinales? a. Plantea una hipótesis para esta problemática. b. Diseña un procedimiento experimental para validar tu hipótesis.

INVESTIGA

5. ¿Qué tipo de escala musical se utiliza en tu clase de música? Averigua qué otras escalas musicales existen y explica por qué crees que se utiliza en tu clase una específica.

ANALIZA

6. Imagina que diseñaste un dispositivo para cartografiar el fondo del océano de Europa, la luna de Júpiter, utilizando ondas infrasónicas. ¿Qué modificaciones deberías hacerle a tu diseño si tuvieras que utilizar ondas ultrasónicas?

EXPLICA

7. ¿Qué riesgos tiene el fenómeno de resonancia para el ser humano? Justifica tu respuesta.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

Material fotocopiable

Para profundizar los aprendizajes de la lección 2, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno.

35

Desafío complejo Curso:

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 1: Fenómenos ondulatorios

Fecha:

¿Las ondas transportan energía? Objetivo: Comprender que las ondas transportan energía por medio de vibraciones. Habilidades: Formular explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Ignacio ha visto interrumpido su sueño durante toda la semana debido a que las alarmas de algunos de los vehículos en su calle suenan por largos minutos en la madrugada. Una noche, se asoma por la ventana y ve que una motocicleta pasa a toda velocidad emitiendo un sonido intenso que activa las alarmas a su paso. Lo que le parece raro es que el motociclista ni siquiera toca los vehículos. Entonces, ¿por qué suenan las alarmas cuando pasa la motocicleta? Realiza la siguiente actividad experimental, la cual te permitirá evidenciar algunos de los fenómenos que te ayudarán a responder la pregunta planteada al inicio. 1. Reúnanse en grupos de cinco estudiantes y consigan los siguientes materiales: sistema de sonido con parlantes, computador, recipiente de plástico con una imagen en el fondo, agua y programa generador de frecuencias, (por ejemplo, Tone Generator).

DESARROLLO

2. Reproduzcan una de sus canciones favoritas y coloquen, cada uno de los integrantes, su mano sobre el parlante. 3. Pongan el recipiente con agua al costado del parlante, sin que se toquen. 4. Luego, usando el generador de frecuencias, emitan un sonido de una determinada frecuencia y observen lo que sucede con el agua del recipiente. Varíen la frecuencia generada y observen el agua. 5. Finalmente, varíen también el volumen del sonido y observen lo que sucede con el agua.

CIERRE

36

A partir de la actividad experimental y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. ¿Qué sentiste cuando pusiste la mano sobre el parlante mientras sonaba? b. ¿Qué sucedió con el agua cuando emitió un sonido de una determinada frecuencia?, ¿qué explicación puede tener este fenómeno? c. ¿Qué ocurrió con el agua cuando varió la frecuencia y el volumen? d. ¿Por qué se encendieron las alarmas de los autos cuando pasó la motocicleta? e. Investiga sobre el funcionamiento los silenciadores de escape que aminoran el sonido que emiten los motores de las motocicletas y los automóviles . f. ¿Pudiste responder la pregunta inicial?, ¿cómo podrías explicarle el fenómeno a un compañero que no supo responder? g. ¿Qué es lo que más te llamó la atención de la actividad?

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

Desafío complejo Curso:

Fecha: Material fotocopiable

Nombre:

1

Lección 2: El sonido

Resonancia mecánica en la vida cotidiana Objetivo: Explicar situaciones cotidianas a partir del fenómeno de resonancia mecánica. Habilidades: Analizar resultados y formular explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Sofía se sienta en un columpio y su papá le da un empujoncito para que comience a moverse, indicándole que mueva sus piernas al ritmo que lo hace el columpio, para que el movimiento no se detenga. ¿Por qué Sofía puede seguir columpiándose solo moviendo sus piernas? Realiza la siguiente actividad experimental, la cual te permitirá evidenciar algunos de los fenómenos que te ayudarán a responder la pregunta planteada al inicio. Reúnanse en grupos de tres estudiantes y consigan los siguientes materiales: 2,5 m de cuerda delgada o pitilla, 4 tuercas de igual masa, una regla o huincha de medir y tijeras. Luego, realicen el siguiente procedimiento.

DESARROLLO

CIERRE

1. Corten dos trozos de cuerda de 40 cm de longitud, dos de 20 cm y uno de 1 m. 2. Amarren cada tornillo a un trozo de cuerda, para formar cuatro péndulos. 3. El trozo de cuerda de 1 m fíjenlo a dos sillas y aten a esta cuerda los péndulos, procurando que queden intercalados y con igual separación entre ellos, como se muestra en la imagen. 4. Hagan oscilar uno de los péndulos de mayor longitud y observen por unos minutos lo que sucede. Luego, repitan el procedimiento con el péndulo de menor longitud. A partir de la actividad experimental y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. ¿Qué sucedió cuando hiciste oscilar el péndulo más largo? ¿Y cuándo hiciste oscilar el péndulo más corto? b. Si los péndulos tienen igual longitud, ¿tendrán igual frecuencia natural? Justifica tu respuesta. c. ¿Qué relación habrá entre lo sucedido con los péndulos y el fenómeno de resonancia? d. ¿Un columpio podría entrar en resonancia con otro cuerpo? e. ¿Por qué Sofía puede seguir columpiándose solo moviendo sus piernas? f. ¿Será posible que una persona rompa una copa de cristal solo con su voz? Explica. g. ¿Qué otras preguntas relacionadas con los fenómenos estudiados en la lección te plantearías para investigar?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

37

Evaluación Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Fecha:

Selección múltiple Responde las siguientes preguntas marcando la alternativa correcta. 1. En el patio del colegio se instala un parlante y se escucha el Himno Nacional. ¿Cuál o cuáles de las siguientes características se podría relacionar con la onda sonora producida por el parlante? I. Las partículas del medio oscilan paralelamente al paso de la onda. II. Se propagan con dificultad en el vacío. III. Se propagan solamente a través de la materia. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. Solo I y III E. Solo II y III 2. Un colibrí bate sus alas 120 veces en un segundo, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto a esta situación? A. Produce un infrasonido. B. La longitud de onda del sonido que produce es 120 m. C. Produce un sonido cuya frecuencia es de 120 Hz. D. No produce sonido perceptible al oído humano. E. Produce un ultrasonido. 3. Un guitarrista toca en un concierto, el cual es amplificado mediante micrófonos y parlantes. En este caso, ¿dónde se origina el sonido? A. En el micrófono. B. En el sistema de amplificación. C. En las cuerdas de la guitarra. D. En la caja de los parlantes. E. En el aire. 4. Marcelo quiere comparar los sonidos producidos por diferentes objetos al vibrar. Según la intensidad del sonido, ¿cuál de los siguientes objetos producirá un sonido más intenso al vibrar? A. El ala de una mosca. B. El aire de un silbato. C. El ala de un colibrí. D. El metal de un diapasón. E. El aire en un trueno.

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Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

5. En un concierto de música clásica dos amigos escuchan a una soprano y a un bajo. ¿Cuál es la diferencia entre el sonido de la voz de la soprano con respecto a la voz de un bajo? A. La voz de la soprano tiene siempre una frecuencia mayor que la de un bajo. B. La voz de un bajo tiene siempre una amplitud menor que la de la soprano. C. El período de la voz de un bajo es menor que el de la soprano. D. La voz de la soprano tiene siempre la misma intensidad que la voz de un bajo. E. El timbre de la voz de la soprano es igual al timbre de la voz del bajo. 6. Si la longitud de onda de un sonido emitido por una flauta dulce es el doble que la de un sonido emitido por una guitarra, ¿qué se puede afirmar con respecto al sonido emitido por la flauta dulce? A. Se percibe más grave. B. Su intensidad es el doble. C. Su frecuencia es el doble. D. Su período es la mitad. E. Su tono es más agudo. 7. ¿Cuál o cuáles de los siguientes instrumentos basan su funcionamiento en la reflexión del sonido? I. Sonar. II. Ecógrafo. III. Radar. A. Solo I B. Solo III C. Solo I y II D. Solo I y III E. Solo II y III

1

Er

Et Ei = energía incidente Er = energía reflejada Et = energía transmitida Ea = energía absorbida

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto al muro de la habitación? A. Solo refleja el sonido. B. Solo absorbe el sonido. C. Solo absorbe y refracta el sonido. D. Solo refleja y refracta el sonido. E. Refleja, absorbe y refracta el sonido. 9. Entre dos habitaciones contiguas se desea poner una pared que en su interior posea un material aislante del sonido. ¿Con qué se podría rellenar la pared para que se pueda aislar con mejor resultado el sonido entre ambas habitaciones? A. Aire. B. Madera. C. Plumavit. D. Aluminio. E. Acero. 10. ¿Cuál de los siguientes fenómenos se podría explicar mediante la difracción del sonido? A. La propagación en línea recta de un sonido. B. La aislación acústica de una pieza. C. La desviación de un sonido en el aire al pasar por un borde o abertura. D. El eco producido frente a un muro. E. La absorción del sonido por un muro. 11. Dentro de una caja de cartón se introduce un parlante y la velocidad del sonido emitido por el parlante al interior de la caja permanece constante. Si la frecuencia del sonido emitido por el parlante aumenta al doble, ¿qué ocurrirá con su longitud de onda? A. Permanece constante. B. Disminuye a la mitad. C. Aumenta al doble. D. Disminuye cuatro veces. E. Aumenta cuatro veces.

Material fotocopiable

Ea

13. El esquema a continuación representa a dos sonidos, uno emitido por un diapasón y otro emitido por un clarinete.

A partir del esquema, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? A. Tienen el mismo timbre. B. Poseen distinta frecuencia. C. Tienen la misma frecuencia, pero distinto timbre. D. Tienen igual timbre, pero distinta frecuencia. E. Poseen el mismo timbre y frecuencia. 14. El esquema que se presenta a continuación, muestra los gráficos de los sonidos, A y B. A Amplitud

Ei

12. Si el período de un sonido emitido por un ave es de 0,5 s y se propaga a 300 m/s, ¿cuáles son, respectivamente, su frecuencia y su longitud de onda? A. 2 Hz; 150 m. B. 3 Hz; 100 m. C. 15 Hz; 20 m. D. 20 Hz; 15 m. E. 150 Hz; 2 m.

Tiempo

B Amplitud

8. A continuación se presenta un esquema en que una onda sonora, producida por una guitarra eléctrica, incide en un muro de la habitación.

Tiempo

Con respecto al esquema y considerando que la escala de ambos gráficos es la misma, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa? A. Los sonidos presentan la misma intensidad. B. El sonido A se percibiría más agudo. C. Ambos poseen distinta frecuencia. D. Ambos se percibirían con el mismo tono. E. La frecuencia del sonido B es menor.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Material fotocopiable

Evaluación Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

15. Un aparato emite ondas de ultrasonido, ¿cuál de las siguientes frecuencias corresponden a una onda emitida por este aparato? A. 10 Hz. B. 30 Hz. C. 10 kHz. D. 1000 Hz. E. 30 kHz.

19. En algunos aparatos tecnológicos, se transforma la onda sonora en una señal eléctrica que viaja por un cable y se vuelve a interpretar más adelante. ¿Qué estructura del oído humano tiene una función semejante?

16. Daniela necesita describir las características de los ultrasonidos, ¿cuál de las siguientes afirmaciones con respecto al ultrasonido no debería utilizar? A. Solo se pueden producir en laboratorio. B. Son ondas sonoras de frecuencias altas. C. Puede ser percibido por algunos animales. D. Sus longitudes de onda son muy pequeñas. E. Se pueden propagar por sólidos, líquidos y gases. 17. En la pizarra Javier escribe las siguientes afirmaciones: I. Se originan en vibraciones a baja frecuencia. II. No son perceptibles por el oído humano. III. Sus longitudes de onda son mayores que los sonidos audibles por los humanos. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones corresponde(n) a la descripción de un infrasonido? A. Solo I B. Solo I y II C. Solo I y III D. Solo II y III E. I, II y III 18. Un grupo de estudiantes quiere fabricar un dispositivo que reciba una señal eléctrica y la transforme en ondas sonoras, las que se propaguen en todas direcciones. ¿Cuál(es) de los siguientes dispositivos podrían construir? A. Micrófono. B. Sonar. C. Parlante. D. Ecógrafo. E. Radar.

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Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

1

2

3

4

5

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 20. A continuación se presenta el modelo simple de un micrófono. Membrana, diafragma

Ondas sonoras

Señal eléctrica (audio)

Bobina

Imán

Si se realiza una analogía con el oído humano, ¿qué estructura es equivalente a la membrana del micrófono en el oído humano? A. El pabellón. B. El nervio auditivo. C. El yunque. D. El tímpano. E. El caracol.

1 21. Una onda sonora se propaga por el aire. A partir de esta situación responde: a. ¿Cómo se mueven las partículas de aire con respecto a la propagación de la onda? b. ¿A qué tipo de onda corresponde el sonido? 22. Completa la tabla que se presenta a continuación, según el lugar donde se origina el sonido, en cada caso, para producir un sonido. Objeto sonoro

28. A continuación se presentan cuatro ondas que representan diferentes sonidos. 110 Hz

Sonido 1

220 Hz

Sonido 2

440 Hz

Sonido 3

880 Hz

Sonido 4

Material fotocopiable

Desarrollo Responde las siguientes preguntas de desarrollo en una hoja en blanco.

Lugar donde se origina el sonido

Guitarra Tambor Silbato Voz humana Silbato de tetera Avión

23. Realiza un diagrama que represente de qué manera se comportan las partículas del aire del interior de un tubo, al pasar un sonido por él. 24. Describe una situación en que un sonido es percibido de manera más grave, que como se origina en la fuente sonora. 25. Completa la tabla indicando qué elemento de una onda varía cuando se modifica alguna de las siguientes características del sonido. Característica del sonido

Elemento de la onda

Altura Intensidad

A partir de lo anterior, responde: a. ¿Cuál es la longitud de onda de cada sonido? Considera que la velocidad del sonido en su medio de propagación es de 300 m/s. b. Ordena los sonidos desde el más agudo al más grave. A partir de la siguiente situación, responde las preguntas 29 y 30. En un laboratorio se investigó la rapidez del sonido en el aire a distintas temperaturas, obteniendo la información presentada en la siguiente tabla. Rapidez (m/s)

Temperatura (°C)

341,703

17

341,615

18

26. Realiza un esquema que muestre el funcionamiento de un sonar.

343,318

20,5

347,093

26

27. Explica el funcionamiento de un ecógrafo en términos de las ondas.

349,390

29,5

351,442

33

Timbre

29. Con los datos de la tabla construye un gráfico que relacione la temperatura del aire y la velocidad de propagación del sonido. 30. ¿Qué conclusión puedes extraer de los datos presentados?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

41

Solucionario Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

Texto del estudiante Inicio de unidad (Página 11) 1. El sonido se propaga de forma tridimensional. 2. Se propaga energía, en forma de una onda superficial. 3. La contaminación acústica corresponde al exceso de sonido, que altera las condiciones normales del ambiente.

d. Algunas preguntas interesantes de responder y asociadas a la actividad pueden ser: ¿qué es lo que se propaga en el resorte?, ¿de qué depende la velocidad de propagación de los pulsos? Sintetiza y clasifica (Página 21) Mecánica Electromagnetismo Transversal Longitudinal 1

✓

✓

Activa tus aprendizajes previos (Páginas 12 a 14)

2

✓

✓

Contaminación acústica (Página 12) ɔ Algunos conceptos relacionados con la noticia son: contaminación acústica, decibel, ruido, intensidad sonora y audición. ɔ Otras nociones que permiten comprender la noticia son la fisiología del oído y los efectos que tiene en la salud la contaminación acústica. ɔ Emplear cortinaje grueso, aislar mediante termopaneles y sellar posibles aberturas.

3

✓

Los efectos del sonido (Página 13) Algunas predicciones que se pueden formular son: Los trozos de plumavit® se agitarán al momento de emitir sonido con el silbato; los trozos de plumavit® vibrarán en torno a una posición fija. Reacción en cadena (Página 13) Algunos conceptos físicos involucrados en la experiencia descrita son: energía, oscilación, onda y período. ¿Cómo representar datos? (Página 14) Lo más conveniente es graficar la información en un histograma o gráfico de dispersión. En este, se puede asignar como variable independiente a la tensión y como dependiente la frecuencia.

Lección 1: Fenómenos ondulatorios Me preparo para aprender (Página 16) a. Algunos conceptos asociados al movimiento del corcho son: ondulaciones, perturbación, pulsos, frecuencia, energía, intensidad y amplitud. Actividad: ¿De qué manera se puede propagar el sonido? (Página 19) a. En este caso, la dirección de vibración y la de propagación es la misma. b. En este caso, la dirección de vibración y la de propagación son perpendiculares. c. En el primer caso, un fenómeno ondulatorio asociado es el sonido; en el segundo caso, un fenómeno ondulatorio asociado es una onda propagándose en una cuerda o sobre la superficie del agua.

42

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

✓

Unidimensional Bidimensional 1

✓

2 3

✓ ✓

Taller de estrategias: Desafío (Página 25) 1. f = 3,33 Hz; T = 0,3 s 2. a. Para determinar el período y la rapidez de propagación, Andrea debe emplear la siguiente expresión: v = λ / T. b. T = 0,16 s; v = 12 m/s 3. La respuesta correcta la obtuvo Natalia. 4. f = 0,625 Hz; T = 1,6 s; v = 0,25 m/s Taller de ciencias (Páginas 26 y 27) Análisis e interpretación de resultados a. Se propagaron como una onda superficial, describiendo círculos concéntricos en el agua. b. Los frentes de ondas fueron rectos (similares a líneas paralelas). Al incidir sobre el borde de la cubeta, dichas características se conservaron, pero cambió su sentido de propagación. c. La dirección en la que se propagó la onda reflejada fue perpendicular a la superficie del obstáculo. Es decir, de forma diagonal dentro de la cubeta. d. Se originó un nuevo foco emisor de ondas. Esto ocurre por el fenómeno de difracción. Conclusiones y evaluación a. El sentido se modifica y la dirección de propagación cambia en ciertas ocasiones. b. Tanto el sonido como la luz se reflejan al encontrar obstáculos. Por esta razón, por ejemplo, podemos ver reflejada nuestra imagen en un espejo o apreciar fenómenos como el eco. c. Algunas respuestas a esta pregunta pueden ser: modificar el tamaño de la cubeta, de forma de observar de mejor manera los fenómenos ondulatorios, o bien, mejorar las condiciones de luminosidad del entorno.

1 Representa y predice (Página 28) 15° 15° 45°

45°

70°

70°

Sintetiza (Página 29) Si bien un mapa conceptual es una construcción individual, una posible solución es: Sus propiedades son:

Ondas

Reflexión

Poseen:

Refracción

Período

Frecuencia

Amplitud

Longitud

Difracción Rapidez

Se clasifican según:

Dirección de vibración Dirección de propagación Medio de propagación

Entre otras

Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 30 y 31) 1. a. T = 0,66 s; f = 1,5 Hz b. La onda se clasifica en unidimensional, transversal, mecánica y viajera. 2. La longitud de onda es el doble de la amplitud. 3. En el problema, Francisca utiliza un valor incorrecto de la longitud de onda. Al emplear el valor adecuado, la velocidad de la onda es de 2 m/s. 4. La clasificación realizada por Diego no es totalmente correcta. La clasificación adecuada es: I

Mecánica

Bidimensional

Viajera

II

Mecánica

Tridimensional

Viajera

III

Mecánica

Unidimensional

Viajera

Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 21 y 25.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 21, 25 y 28.

Lección 2: El sonido Me preparo para aprender (Página 32) a. Algunas nociones estudiadas anteriormente y que permitirán integrar los nuevos aprendizajes son el concepto de onda y las características y las propiedades de estas.

Investiga y comunica (Página 35) La temática propuesta en la investigación tiene muchas posibilidades de desarrollo. Desde investigar el rango de la audición de diferentes especies animales, hasta la fisiología de los órganos auditivos de estas. Por ejemplo, insectos como las cucarachas poseen una serie de vellosidades que les permiten detectar las ondas sonoras; y los gusanos, al no tener oídos, captan las vibraciones sonoras a través de su cuerpo. Actividad: ¿Cuál es mi rango de audición? (Página 36) a. El valor medio obtenido por en curso, para el rango superior, debería estar entre los 16 y 18 kHz y para el inferior entre los 20 y 35 Hz. b. La capacidad auditiva se pierde con la edad. El rango auditivo superior es el primero que se pierde con los años. c. Debido a que las células ciliadas, receptoras de los sonidos agudos, se encuentran en la parte más externa de la cóclea. d. No escuchar música con un volumen demasiado alto (empleando audífonos) y no exponerse por tiempo prolongado a un ambiente con mucho ruido. Pie de tabla (Página 37) ɔ La especie que posee un rango auditivo más amplio es el murciélago y la que tiene un rango más reducido es la tortuga. Detección de infrasonidos en Chile (Página 37) Las respuestas a esta pregunta pueden ser variadas. Se espera que se releve la importancia de este tipo de estaciones, considerando que nuestro país presenta una alta actividad volcánica. Actividad: Observando el sonido (Página 38) a. Se debería observar una oscilación estable. b. El tamaño de la figura aumenta. c. El tamaño de la figura es proporcional a la intensidad del sonido emitido. Actividad: ¿Qué relación existe entre la frecuencia y el tono? (Página 40) a. La regla vibra con menor frecuencia cuando la sección sobresaliente es mayor. En este caso el sonido es más grave. b. La regla vibra con mayor frecuencia cuando la sección sobresaliente es menor. En este caso el sonido es más agudo. c. Una frecuencia mayor de vibración genera un sonido más agudo y una frecuencia baja de vibración genera un sonido grave. Sintetiza y clasifica (Página 41) Situación 1

Presentan igual intensidad

Situación 2

Presentan igual tono y timbre pero diferente intensidad.

Situación 3

Presentan igual intensidad y tono pero diferente timbre.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Solucionario Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

Actividad: Imagen y el sonido (Página 42) a. Algunos conceptos son: el sonido, propagación de una onda sonora y rapidez, entre otros. b. En este caso, el sonido y la imagen del globo reventándose se perciben de manera simultánea. c. En este caso, la imagen del globo reventándose se percibe antes que el sonido. Pregunta presente en el último párrafo (Página 43) La rapidez del sonido es menor en el caucho que en el aire, debido a que la estructura molecular de este absorbe gran parte de la energía asociada a su propagación. Desafío (Página 43) Aproximadamente 37,5 °C. Taller de ciencias (Páginas 44 y 45) Análisis e interpretación de resultados a. Se reflejó mejor en el azulejo y peor en la esponja. b. El que reflejó peor el sonido es poroso, en cambio, aquellos que mejor lo reflejaron eran lisos y rígidos. c. Mientras mayor es la capacidad de un material para absorber un sonido, menor será su capacidad para reflejarlo, y viceversa. d. Si los ángulos hubieran sido diferentes el sonido no se habría reflejado con igual eficiencia. Conclusiones y evaluación a. Cuando el sonido es absorbido por un material, la energía que transporta se transmite y disipa a través del material. b. Este punto depende de la hipótesis propuesta por los estudiantes. c. Algunas posibles mejoras son: realizar la experiencia en un lugar donde el nivel de ruido ambiental sea bajo, o bien, estudiar la capacidad de absorber o reflejar el sonido en una cantidad mayor de materiales. d. Algunas variables no consideradas pueden ser el ángulo de inclinación de los tubos, el nivel de intensidad sonora del reloj despertador, la capacidad auditiva de los integrantes del grupo, etc. Actividad: Percibiendo el fenómeno de resonancia (Página 48) a. Se debería percibir que el diapasón vibra, emitiendo un leve sonido. b. Debido a que la frecuencia natural del diapasón que no vibra es igual a la del que sí lo hace. Este fenómeno es conocido como resonancia. c. No sucedería lo mismo. Actividad: ¿Cómo se percibe el sonido de una fuente en movimiento? (Página 50) a. Se debería percibir una variación en el tono del sonido.

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Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

b. Se debe a que la frecuencia aumenta cuando una fuente sonora se acerca a un receptor y disminuye cuando se aleja de este. c. Por ejemplo, cuando un automóvil o ambulancia pasa rápidamente frente a uno. Sintetiza (Página 53) Si bien, un mapa conceptual es una construcción individual, el que se solicita debe incluir nociones como las características y las propiedades de las ondas sonoras, así como los componentes fisiológicos asociados a su percepción. Reflexiona (Página 55) Las respuestas a esta pregunta pueden ser diversas. Sin embargo, es importante hacer notar que la sociedad de una determinada época determina aspectos culturales, dentro de los que se encuentran el arte, la ciencia y la tecnología. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 56 y 57) 1. Como la frecuencia del sonido A es menor que la de B, Fernando podría afirmar, solo a partir de los gráficos, que el sonido B es más agudo. 2. a. El sonido sí se encuentra en el rango de audición humano. b. T = 0,005 s; λ = 1,775 m 3. No todos los ejemplos entregados por Verónica son correctos. El ejemplo del fenómeno de absorción corresponde a uno de reflexión y, el de reflexióncorresponde a uno de absorción. 4. Criterio

Clasificación

Medio de propagación

Electromagnética

Forma de propagación

Longitudinal

Mecánica ✓ Transversal

✓

5. El parámetro que le permitirá disponer de una mayor cantidad de notas musicales al instrumento de Sebastián es la cantidad de frecuencias disponibles. 6. El dispositivo debería emplear algún tipo de ondas que puedan atravesar la gruesa corteza congelada de Europa. Estas pueden ser rayos X o radiación gamma, debido a su alto poder de penetración. 7. a. Que la su frecuencia natural sea la misma que la del diapasón A. b. El fenómeno se denomina resonancia. Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño Actividad sugerida Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 41 y 43.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 41, 43 y 53.

1 Consolida tus aprendizajes (Páginas 62 a 65) 1. a. Debido a que la estructura de la botella vibra, haciendo vibrar también las moléculas de aire a su alrededor. b. El sonido se transmite como una onda de presión (longitudinal). c. Una onda sonora se clasifica como mecánica, longitudinal y tridimensional. 2. a. La frecuencia aumenta, esto se debe a que la longitud de la cavidad que vibra disminuye. b. La longitud de onda disminuye. c. λ = 0,85 m 3. a. En una zampoña, a medida que disminuye la longitud de la cavidad de la caña, aumenta la frecuencia del sonido. b. En un xilófono, a medida que disminuye la longitud de la barra, aumenta la frecuencia en la que esta vibrará. 4. a. Utilizar un mayor número de botellas y de diferentes tamaños. b. A menor longitud de la cavidad L, la frecuencia del sonido es mayor. 5. En las habitaciones I y III. Esto se debe a que la diferencia de temperatura en cada una de ellas hace que la densidad del aire varíe y, con ello, el sonido que se propaga en su interior se refracta. 6. a. La onda B tiene una mayor amplitud y una menor longitud de onda. b. TA = 0,00028 s y fA = 3571 Hz; TB = 0,00018 s y fB = 5555 Hz. 7. La característica que le permite identificar los dos instrumentos es el timbre. Este se debe a los armónicos que acompañan a las frecuencias propias de cada instrumento. 8. En el punto P, debido a que la reflexión se produce en un ángulo de 45° en cada muro de la habitación. 9. La onda S tiene una mayor intensidad, debido que posee una mayor amplitud. Es importante señalar que esto se cumple solo si la frecuencia de ambas ondas es la misma. 10. Debido a que la luz viaja mucho más rapído que el sonido. 11. a. 12 cm b. 3,75 cm c. 0,00035 s Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño Actividad sugerida Realiza las actividades que te Logrado indicará tu profesora o profesor. Medianamente Realiza nuevamente las evalualogrado ciones de las páginas 30 y 56. Realiza nuevamente las actividades de las páginas 25, 28, 41, 43 Por lograr y 53. Además, las evaluaciones de las páginas 30 y 56.

Guía didáctica del docente Actividad 1 (Página 22) a. Nodos: los puntos 4 y 6. Antinodos: los puntos 1 y 5. b. La longitud de onda es 15,5 cm. c. Su período es de 36 s y la rapidez con que se propaga es 0,43 cm/s. Actividad 2 (Página 22) a. El período y la frecuencia dependerán de cada péndulo. b. Al disminuir a la mitad la longitud del péndulo, el valor del período debe disminuir y el de la frecuencia aumentar, en comparación con lo obtenido en el punto a. c. Al aumentar la longitud del péndulo, su período aumenta y su frecuencia disminuye. Al disminuir la longitud del péndulo, el período disminuye (no de forma proporcional) y su frecuencia aumenta. Ficha de refuerzo - Lección 1 (Página 32) 1. Sus estudiantes deben completar la tabla como se muestra a continuación: Onda

Período (s)

Frecuencia (Hz)

1

0,2

5

2

0,1

10

3

0,5

2

4

0,17

6

2. La expresión que relaciona la rapidez de propagación de una onda con su longitud de onda y su frecuencia es: v=λ ·f. Cuando una onda cambia de medio, su frecuencia se mantiene constante, por lo tanto, si la rapidez de propagación de la onda aumentó 4,5 veces, su longitud de onda también debe aumentar en la misma proporción, para mantener la igualdad de la expresión. 3. A partir de los datos entregados, se puede determinar que la longitud de onda es de 2 m, por lo tanto, el gráfico para tres ciclos de esta onda será como el que se muestra a continuación: 1 λ(m)

0 −1

2

4

6

A(m)

4. Las ondas en el resorte son longitudinales, unidimensionales y viajeras, en cambio, las ondas en la superficie del tambor son transversales, bidimensionales y estacionarias. Ficha de profundización - Lección 1 (Página 33) 1. a. La frecuencia y el período de oscilación dependerán de los datos recogidos por sus estudiantes. b. Al aumentar el largo del péndulo, el período debe aumentar y la frecuencia disminuir.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Solucionario Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

c. Al comparar los resultados obtenidos en los dos puntos anteriores, se puede concluir que el período de oscilación de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada del largo del péndulo (L) cuando la amplitud es pequeña. 2.

3.

46

a. La conclusión de Manuel es correcta, ya que al determinar la longitud de onda con la información del punto IV, se obtiene que es 5 m y como la amplitud es la quinta parte de este valor, la amplitud es 1 m. b. La amplitud de la onda se puede determinar usando el punto I y IV. a. Se puede variar la rapidez de las ondas cambiando por ejemplo, la longitud de onda. En este caso, aumentando la tensión del resorte. b. Se puede variar la frecuencia al cambiar el valor de la rapidez o el de la longitud de la onda. En el caso del resorte, agitándolo con mayor rapidez. c. La hipótesis planteada por los estudiantes serán variadas, algunas de ellas pueden ser: ɔ Al aumentar la tensión del resorte, también aumenta la rapidez de la onda. ɔ La rapidez con que se propaga la onda aumenta, si la frecuencia incrementa su valor. Recuérdeles que no hay hipótesis incorrectas; sin embargo es importante mostrar en ella la relación de las variables, que deben también responder a un problema de investigación y ser comprobables en una experiencia. d. Los experimentos que diseñen sus estudiantes serán variados. Algunos pueden ser: ɔ Materiales: dinamómetro, resorte, cronómetro y huincha de medir. Procedimiento: con el dinamómetro medimos la tensión del resorte, la huincha nos permitirá medir la distancia de viaje y el cronómetro el tiempo, con lo que podemos obtener la rapidez de propagación. Después se repite el procedimiento para distintas tensiones. ɔ Materiales: resorte, cronómetro. Procedimiento: agitamos el resorte con nuestras manos, tratando de hacerlo a un ritmo constante y cronometramos, mientras un compañero va contando las oscilaciones. Con lo que podemos obtener el período y por lo tanto la frecuencia. Agitar a diferentes ritmos el resorte y así comparar la rapidez de propagación de la onda al variar la frecuencia. Es importante recordar que este diseño debe considerar los materiales, el procedimiento y los datos que se quieren observar o medir, además debe responder el problema de investigación y comprobar la hipótesis.

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

4. Los póster realizados por sus estudiantes serán variados. Procure que cumplan con lo solicitado, es decir, que presenten los criterios de clasificación de las ondas, describiéndolos y señalando ejemplos de situaciones cotidianas. Ficha de refuerzo - Lección 2 (Página 34) 1. 3 Una onda con un período 0,01 s. 4 Una onda con una frecuencia de 500 Hz. 2 Una onda con una velocidad de 340 m/s y una longitud de onda de 10 m. 1 Una onda con una velocidad de 1330 m/s y un período de 0,05 s. 2. El oído humano puede percibir sonidos entre los 20 y los 20 000 Hz. El silbato de perro emite una onda sonora con una frecuencia mayor a los 20 000 Hz, por lo que es un ultrasonido, mientras que el emitido por el elefante es de una frecuencia menor a los 20 Hz, siendo este entonces un infrasonido. Ambos sonidos están fuera de nuestro rango de audición, por eso no podemos oírlos. 3. Es probable que el murciélago no pueda volar sin chocar, ya que este mamífero utiliza el sistema de ecolocalización, es decir, emite sonido que se refleja en las paredes. En este caso, las paredes recubiertas de espuma plástica absorben las ondas que emite el murciélago y por ende, la reflexión sería casi nula. 4. Los fenómenos que se pueden mencionar para verificar lo propuesto por Marcelo, son: ɔ Mecánicas: el experimento de la campana de vidrio al vacío con un radio en su interior o la emisión de sonidos en el espacio. ɔ Longitudinales: el sonido puede propagarse por un líquido o un gas; las ondas transversales no pueden hacerlo ya que no hay mecanismo para impulsar el movimiento perpendicular de propagación de la onda. ɔ Tridimensional: el sonido emitido desde una fuente sonora puede ser percibido en las tres dimensiones espaciales. 5. La respuesta esperada es el timbre. Esta característica permite distinguir los armónicos que emiten los instrumentos. Es posible que los estudiantes confundan el timbre con el tono, por esto es importante mencionar que el tono depende de la frecuencia y diferencia los sonidos en agudos y graves. 6. Las respuestas son variadas, sin embargo, es relevante mencionar que los infrasonidos permiten recorrer grandes distancias sin sufrir grandes perturbaciones, debido a la escasa absorción de estas ondas en el medio. 7. Aproximadamente, la longitud de la onda debe ser de 0,86 m. Recuerde que primero deben calcular la rapidez del sonido a 25 °C y a partir de este valor, determinar la longitud de onda.

1 8. Las respuestas son variadas; sin embargo, invite a los y las estudiantes a expresar su opinión, la que debe estar apoyada con evidencias concretas. En este caso, pueden mencionar que las personas con problema de audición desarrollan más la visión y el tacto. En cuanto al desarrollo de la infraestructura y tecnológica en Chile, deben responder a partir de su experiencia personal. Ficha de profundización - Lección 2 (Página 35) 1. a. Para responder esta pregunta, los estudiantes deben recordar la relación entre el tono y la frecuencia. En esta situación, en la refracción la frecuencia se mantiene constante, por lo tanto, el sonido después que se refracta tiene el mismo tono. b. La conclusión de Claudia es correcta, pues, en general, la velocidad con la que se propaga el sonido depende de la densidad del medio; es decir, si el medio presenta mayor densidad su velocidad aumenta, y por ende su longitud de onda disminuye, no así la frecuencia, que se mantiene constante. 2. a. La hipótesis de Ricardo es incorrecta, ya que el oído humano puede escuchar sonidos de hasta 20 000 Hz. La hipótesis de Miguel es correcta: al ser resonante con esa frecuencia, nuestro oído no tolera las mismas intensidades que en otras frecuencias. b. En estas frecuencias no pueden generar daños en otros órganos, pero en frecuencias mayores sí pueden hacerlo. Por otro lado, los sonidos pueden afectar a los animales dependiendo de la intensidad y del umbral de sonido que cada especie posea. 3. El material debe tener un alto coeficiente de absorción de sonido, como por ejemplo el plumavit o la espuma. 4. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas, pero recuérdeles que para formular hipótesis se necesita establecer un problema de investigación. En cuanto al diseño experimental, explique que este requiere especificar los materiales a utilizar, el procedimiento a seguir y los resultados que se quieren obtener. Comente también que el diseño experimental permite validar o refutar la hipótesis y responder el problema de investigación. 5. La escala diatónica es la más utilizada y está compuesta de ocho sonidos, en conjuntos llamados octavas. Otras escalas utilizadas son la jónica, dóricas, frigia y eólica. 6. Se debe adecuar para que emita sonidos de mayor frecuencia, por ejemplo, cambios en los circuitos eléctricos. 7. Existen distintas frecuencias resonantes para nuestro cuerpo. Estas pueden generar malestar, pérdida de la audición e inclusive incapacitar a una persona, produciendo una pérdida del conocimiento. Por otra parte, la resonancia de Schauman fue descubierta por el doctor Winfried Otto Schaumann en los años 50 y es un efecto

de la resonancia en el sistema Tierra-Ionosfera, el cual vibra con la misma frecuencia que las ondas cerebrales. Desafío complejo - Lección 1 (Página 36) a. Depende de la sensibilidad de los estudiantes, pero en general se debe percibir la vibración del parlante mientras emite sonido. b. Al colocar la fuente con agua cerca del parlante, se observa que el agua comienza a vibrar. Una posible explicación es que la vibración del sonido se trasmite por el aire y por la mesa hasta llegar al agua. c. Se espera que al aumentar la frecuencia, la vibración en el agua también se incremente. d. La vibración que se genera a partir del movimiento de la motocicleta se trasmite por el cemento hasta llegar a los autos que están detenidos, comenzando en ellos una vibración que a su vez provoca que se encienda la alarma. e. Un silenciador es un dispositivo que permite que el sonido emitido por el motor, recorra una mayor distancia antes de salir (como en un laberinto). Esto ocurre ya que contiene una serie de tuberías y recámaras (de diferentes tamaños, ya que las ondas sonoras emitidas no tienen una única longitud de onda). El dispositivo hace, finalmente, que el sonido pierda energía y salga con una menor intensidad. f. La idea de la actividad es que los estudiantes, experimentalmente, puedan observar un fenómeno de manera que puedan transferirlo a otras situaciones, como el caso de la motocicleta, y responder la pregunta planteada. g. La respuesta depende de cada estudiante pues está dirigida a la observación y argumentación de cada uno. Sin embargo, es importante motivar a cada estudiante para que exprese su opinión de la actividad y entregue propuestas de mejoras u otros diseños experimentales. Desafío complejo - Lección 2 (Página 37) a. Al hacer vibrar el péndulo de mayor largo comienza a vibrar el péndulo que tiene el mismo largo. Lo mismo sucede con el péndulo más corto. b. Sí, pues al tener el mismo largo, el período de oscilación es igual, por ende, también su frecuencia. Por esta razón, comienzan a vibrar los péndulos con el mismo largo. c. El fenómeno de resonancia ocurre cuando dos cuerpos tienen la misma frecuencia natural. Como los péndulos tienen la misma longitud, comienza a vibrar por resonancia. d. Sí, pues si el columpio tiene una frecuencia natural que es similar a la de otro cuerpo que está en vibración, como el viento, este puede comenzar a oscilar. e. Porque la frecuencia del movimiento de las piernas de Sofía coincide con la frecuencia del columpio. f. Si la voz alcanza la frecuencia natural de la copa, es posible que la copa experimente el fenómeno de resonancia y se rompa.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

47

Solucionario Unidad 1

EL SONIDO Y LAS ONDAS

g. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas. Algunas preguntas que pueden plantearse son: ɔ ¿Cómo se relaciona la intensidad del sonido que se escucha con los materiales que lo emiten? ɔ ¿Qué relación existe entre la densidad de un medio y la rapidez con que se propaga el sonido? Evaluación Unidad 1 (Páginas 38 a 41)

25. Nombre

Elemento de la onda

Altura

Frecuencia y longitud de onda

Intensidad

Amplitud

Timbre

Armónicos (forma de la onda)

26. Los estudiantes harán un esquema similar al siguiente:

Selección múltiple 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

15. E 16. A 17. E 18. C 19. B 20. D

8. E 9. C 10. C 11. B 12. A 13. C 14. D

D C C E A A C

Sonar

Submarino

Desarrollo 21. a. Las partículas de aire se mueven de forma paralela a la propagación de la onda. b. Según los diferentes criterios, el sonido es una onda mecánica, longitudinal y tridimensional. 22. Objeto sonoro

Cabo detector

Lugar donde se origina el sonido

Guitarra

Cuerda

Tambor

Membrana de cuero

Silbato

Aire

Voz humana

Cuerdas vocales

Silbato de tetera

Aire

Avión

Turbinas

23. En este caso deben colocar un esquema como el siguiente identificando las zonas de compresión y rarefacción.

27. Un ecógrafo utiliza ondas ultrasónicas para usos médicos; las ondas utilizadas van desde los 3 a los 15 MHz. El transductor recoge las ondas reflejadas e interpreta la información. Obtiene imágenes a partir de las ondas que se reflejan en la parte del cuerpo que se estudia. 28. a. Sonido 1: λ = 2,73 m. Sonido 2: λ = 1,36 m. Sonido 3: λ = 0,68 m. Sonido 4: λ = 0,34 m. b. Ordenados los sonidos desde el más agudo al más grave quedaría: Sonido 4 - Sonido 3 - Sonido 2 - Sonido 1 29.

Gráfico N° 3: Velocidad de propagación del sonido en función de la temperatura. 355 Velocidad (m/s)

Zona de compresión

Zona de rarefacción

350 345 340 0

10

20

30

40

Temperatura (ºC)

Unidad 1 ∙ El sonido y las ondas

u rs o d i g

io

ple

ment

ar

com

48

Recursos digitales complementarios Las respuestas de los recursos digitales complementarios las encontrará en documento informativo de cada RDC, en la sección “Apoyo al docente”.

it a l

24. Un ejemplo de esta situación ocurre cuando un observador escucha un sonido emitido por una fuente sonora que se aleja de él. Lo anterior sucede debido al efecto Doppler, fenómeno que los y las estudiantes debieran reconocer y a partir de este generar los ejemplos.

Rec

30.La velocidad del sonido aumenta a medida que la temperatura se incrementa.

1 Bibliografía Disciplinar Lección 1: Fenómenos ondulatorios ɔ Cromer, A. (1981). Física para las ciencias de la vida. España: Editorial Reverté S. A. ɔ D' Alessio, J. (1979). Ondas. España: Editorial Reverté S. A. ɔ Flores, J. (2000). La Gran Ilusión III. Las ondas gravitacionales. México: Fondo de Cultura Económica. ɔ Giancoli, D. (2009). Física: Principios con aplicaciones. México: Pearson Education. ɔ Moreno, C., García, R., Lara, A y Ramírez, J. (2008). Introducción a las Ondas Gravitacionales. Latin-American Journal of Physics Education, 3 (2). Lección 2: El sonido ɔ Everest, A. y Pohlmannm, K. (2009). The Master Handbook of Acoustics. EE. UU.:Editorial McGraw Hill. ɔ French, P. (2006). Vibraciones y Ondas. España: Editorial Reverté S. A. ɔ Perelman, Y. (1975). Física recreativa. Moscú: Editorial Mir. ɔ Perelman, Y. (1975). Problemas y experimentos recreativos. Moscú: Editorial Mir. ɔ Poch, S. (2001). Importancia de la musicoterapia en el área emocional del ser humano. Revista Interuniversitaria de Formación del Profesorado, 43. ɔ Zitzewitz, P. (2003). Física, principios y problemas. México: Editorial McGraw Hill. Didáctica Lección 1: Fenómenos ondulatorios ɔ Campanario, J. M. (2001). ¿Qué puede hacer un profesor como tú o un alumno como el tuyo con un libro de texto como éste?

ɔ ɔ ɔ ɔ

Una relación de actividades poco convencionales. Enseñanza de las Ciencias , 19(3). Jorba, J. y Sanmartí, N. (1994). Enseñar, aprender y evaluar: un proceso de regulación continua. España: Ministerio de Educación y Cultura. Siemens, G. (2004). Conectivismo: Una teoría de aprendizaje para la era digital. Licencia Creative Commons 2.5. Tapias, A. (2012). Explorando las ondas: una propuesta didáctica para la enseñanza-aprendizaje de algunos conceptos básicos del movimiento ondulatorio. Universidad Nacional de Colombia. Tomlinson, C. A. (2005). Estrategias para trabajar con la diversidad en el aula. Buenos Aires: Editorial Paidós.

Lección 2: El sonido

ɔ Aduriz-Bravo, A. (2005). Una introducción a la naturaleza de la ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ

ciencia. La epistemología en la enseñanza de las ciencias naturales. Buenos Aires: Fondo de Cultura Económica. Johnson, D. Johnson, R. y Holubec, E. (1994). El aprendizaje cooperativo en el aula. España: Ediciones Paidós Ibérica S.A. Perales, F. J. (1997). Escuchando el sonido: concepciones sobre acústica en alumnos de distintos niveles educativos. España: Facultad de Ciencias de la Educación. Universidad de Granada. Organista-Sandoval, J. Salas, L. M. y Lavigne, G. (2013). El teléfono inteligente (smartphone) como herramienta pedagógica. Revista Apertura, Universidad de Guadalajara. Quintanilla, M. y Aduriz-Bravo, A. (2006). Enseñar Ciencias en el nuevo milenio. Retos y propuestas. Santiago: Universidad Católica de Chile. Grupo Clasa. (2005). Aprender ciencia y aplicar la tecnología. (Edición 2005-2006). México: Royce Editores.

Webgrafía Disciplinar Lección 1: Fenómenos ondulatorios ɔ Web interactiva de fenómenos ondulatorios. http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/56_ondas/ondas.swf ɔ Recursos y actividades para profundizar conocimientos de ondas. http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/ fisica/ondas/ondas_portada.html ɔ Milimeter Wave Laboratorio de la Universidad de Chile. http://www.das.uchile.cl/lab_mwl/index.html ɔ Interferómetro LIGO, para la detección de ondas gravitacionales. http://www.ligo.org/sp/index.php ɔ Grupo de relatividad y gravitación de la Universidad de las Islas Baleares. http://www.grg.uib.es/publico/aprende/intro.php Lección 2: El sonido

ɔ Profundización sobre el sonido. ɔ ɔ ɔ

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/acustica/tubos/tubos.htm Creación de su propio estudio de música. http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/60/cd/ indice.htm Legislación de ruidos molestos. http://www.bcn.cl/leyfacil/recurso/ruidos-molestos Conceptos básicos de ondas y sonido. http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/ ondas/index.htm

Didáctica Lección 1: Fenómenos ondulatorios ɔ Propuesta para la introducción a los fenómenos ondulatorios. http://www.etnassoft.com/biblioteca/ondas-introduccion-a-losfenomenos-ondulatorios/

ɔ Web de la Universidad Autónoma de Barcelona acerca los distinɔ ɔ

tos aprendizajes entre iguales. http://grupsderecerca.uab.cat/grai/es/content/m%C3%A9todosde-aprendizaje-cooperativo Web de teorías de la educación. http://teduca3.wikispaces.com/ Animación que permite complementar la idea de que las ondas transportan energía y no materia. http://phet.colorado.edu/sims/wave-on-a-string/wave-on-astring_en.html

Lección 2: El sonido

ɔ Propuesta del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte del ɔ ɔ ɔ ɔ

Gobierno Español. http://educalab.es/home;jsessionid=F9809BE82A061FFA67E 28D645657495E Sugerencias de profundización sobre el funcionamiento del cerebro humano: Escuela con cerebro, un espacio de documentación y debate sobre neurodidáctica. https://escuelaconcerebro.wordpress.com/ Documento que promueve la ciencia recreativa: un recurso didáctico para enseñar deleitando. http://reuredc.uca.es/index.php/tavira/article/viewFile/266/ pdf_46 Información sobre el desarrollo de la neurociencia y el aprendizaje. http://www.asociacioneducar.com/newsletter/n79/Descubriendo_el_cerebro_y_la_mente_n79.pdf Documento que promueve una evaluación de una actividad didáctica. file:///C:/Users/cienciasedi/Downloads/21484-93765-1-PB.pdf

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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2

U n i d a d

LA LUZ Tiempo estimado: 22 horas

Propósito de la unidad La unidad La luz, tiene como propósito que los estudiantes comprendan el mundo natural y tecnológico a partir del estudio de fenómenos relacionados con la reflexión y la refracción de la luz. Es relevante que sean capaces de predecir sobre el comportamiento de la luz al incidir con un espejo o al atravesar en vidrios o lentes, y sobre las características de las imágenes formadas. Asimismo, se espera que el estudiante conozca las visiones propuestas en el transcurso de la historia sobre el comportamiento de la luz y cómo estas teorías se construyen a partir de ciertas evidencias. De forma articulada a los aprendizajes, la unidad busca el desarrollo de habilidades de pensamiento científico, por medio de la formulación de hipótesis y predicciones sobre los fenómenos estudiados. Por otra parte, la unidad de la Guía tiene por finalidad apoyar, desde la labor docente, la adquisición de los aprendizajes, habilidades y actitudes por parte de los y las estudiantes. Para ello, se entregan una serie de orientaciones didácticas, actividades complementaras e instancias de apoyo a la evaluación. Con la presente unidad del Texto del estudiante y de la Guía didáctica, se espera promover y apoyar el desarrollo de las siguientes habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales:

Habilidades De manera integrada al desarrollo de los contenidos en las actividades, Talleres de estrategias y Talleres de ciencias, la unidad promueve la adquisición de las siguientes habilidades: ɔ Identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. Por ejemplo, en los experimentos efectuados para determinar la rapidez de la luz. ɔ Procesar e interpretar datos y formular explicaciones apoyadas en conceptos y modelos teóricos del nivel. Por ejemplo, el estudio de la reflexión y la refracción de la luz. ɔ Analizar el desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos; por ejemplo, la ley de Snell.

Actitudes Los aprendizajes involucran, además de la dimensión cognitiva, actitudes que contemplan el desarrollo en ámbitos personales, sociales, éticos y ciudadanos. En las actividades propuestas se promueven las siguientes actitudes: ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (A1) ɔ Perseverancia, rigor y cumplimiento. (A2) ɔ Mostrar interés por nuevos conocimientos. (A3)

Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) Los OFT integran actitudes y valores con el desarrollo de conocimientos y habilidades. En esta unidad se promueve el logro de los siguientes: ɔ Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (OFT 1) ɔ Desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento. (OFT 2)

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Unidad 2 ∙ La luz

Conceptos previos Si bien muchos de los conceptos que se presentan en la unidad de La luz están siendo abordados por primera vez, es posible que los estudiantes hayan tenido una aproximación formal en octavo básico y en la unidad 1 de primero medio, respecto de las siguientes nociones: ɔ El concepto de amplitud. ɔ El período y la frecuencia de un movimiento oscilatorio. ɔ El concepto de rapidez y su unidad de medida. ɔ La relación entre la rapidez de una onda, su frecuencia y longitud de onda. ɔ Los fenómenos de reflexión y refracción de ondas.

Organización de los contenidos de la unidad del Texto del estudiante Los contenidos se organizan en dos lecciones. En la primera se define la luz y su comportamiento, con el objetivo de que sus estudiantes puedan comprender luego, en la lección 4, las aplicaciones tecnológicas de la luz. El siguiente esquema muestra, en una panorámica general, cómo se organizan los contenidos en la unidad del Texto del estudiante. La luz Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? La naturaleza de la luz

El espectro electromagnético

Propagación rectilínea de la luz

Las propiedades ondulatorias de la luz

Lección 4: La luz y sus aplicaciones

¿Cómo se forman los colores? ¿Cómo se forma una imagen en un espejo? Formación de imágenes en espejos curvos Formación de imágenes en lentes ¿Cómo percibimos la luz?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Planificación de la unidad

Tiempo estimado: 11 semanas

La siguiente propuesta de planificación considera los Aprendizajes Esperados (AE) y los Indicadores de Evaluación (IE) asociados a cada uno de ellos, que se desarrollan en cada lección de esta unidad del Texto del estudiante. Lección

Aprendizajes Esperados

Indicadores de Evaluación IE 1. Establecen y argumentan diferencias entre reflexión especular y difusa. IE 2. Explican la formación y percepción de los colores.* IE 3. Explican la reflexión de la luz en espejos planos y parabólicos.

3y4

IE 4. Describen el funcionamiento de dispositivos como el telescopio de Explicar la reflexión y la reflexión, el espejo doméstico, los reflectores solares en sistemas de refracción de la luz en divercalefacción. sos contextos para describir el funcionamiento de dispo- IE 5. Explican la refracción en superficies planas y en lentes convergentes sitivos que operan en base a y divergentes. estos fenómenos. IE 6. Describen el funcionamiento de diversos dispositivos ópticos como el telescopio de refracción o el microscopio. IE 7. Modelan distintos fenómenos ópticos originados por la reflexión y la refracción de la luz.* IE 8. Describen en términos ópticos el funcionamiento del ojo humano.

3

Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas.

IE 9. Identifican semejanzas y diferencias entre las ondas sonoras y las electromagnéticas en términos de su origen, de su propagación en diferentes medios y del sentido de las oscilaciones en relación con la dirección de propagación (ondas longitudinales y transversales). IE 10. Describen el espectro de las ondas electromagnéticas y sus características básicas (rayos gamma, rayos ultravioleta, ondas de radio, etc.), identificando los rangos en que opera la visión en el ser humano y en otros animales. IE 11. Explican en términos generales, empleando el concepto de onda, el funcionamiento y la utilidad de diversos dispositivos como el teléfono celular, la televisión, la radio, el rayo láser, el radar, etc. IE 12. Describen la propagación y las propiedades ondulatorias de la luz.*

Notas:

52

Unidad 2 ∙ La luz

1 2 Lección

3

Aprendizajes Esperados

Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías.

Indicadores de Evaluación IE 13. Caracterizan problemas, hipótesis, procedimientos experimentales y conclusiones en investigaciones clásicas relacionadas con la formulación de las leyes de la óptica geométrica (ley de reflexión y ley de Snell) en forma cualitativa; y las de Newton y Huygens acerca de la naturaleza de la luz. IE 14. Señalan las principales semejanzas y diferencias sobre el concepto de luz entre Newton y Huygens. IE 15. Explican las principales diferencias sobre el concepto de luz entre la teoría electromagnética de Maxwell y la teoría cuántica. IE 16. Describen la evolución del concepto de luz a lo largo de la historia. *

* Corresponden a Indicadores de Evaluación incorporados a partir de la propuesta editorial.

Notas:

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Orientaciones al docente Motivación para el aprendizaje Cuando los alumnos o alumnas piensan que su fracaso es insuperable, surge la “desesperanza aprendida”. Cuando se tiene la creencia de que las causas del fracaso son factores no controlables por el sujeto se produce un deterioro de la actuación que sigue al fracaso; en cambio, cuando se cree que el fracaso puede superarse con el esfuerzo, se producen respuestas más constructivas. Para ello debemos de hacerles ver que existe un sacrificio para llegar al éxito, o para alcanzar las metas que nos proponemos; no todo es un camino de rosas donde se consiguen resultados con el mínimo esfuerzo. J. Manzano Lagunas (2009)

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Unidad 2 ∙ La luz

Inicio de unidad del Texto del estudiante

Páginas 66 a 71

Orientaciones metodológicas Entrada de unidad (Páginas 66 y 67) En las páginas de inicio del Texto del estudiante, con el propósito de incentivar y motivar a los estudiantes, se propone una imagen que pertenece a un contexto nacional, en la que se muestra una situación cotidiana que permite, a su vez, observar algunos dispositivos tecnológicos que poseen instrumentos ópticos, como la cámara fotográfica de una tablet y los binoculares, y fenómenos luminosos, como el arcoíris y el reflejo del volcán en el lago. Invítelos a observar a su alrededor e identificar los dispositivos tecnológicos que utilicen algún instrumento óptico para funcionar o fenómenos naturales relacionados con la luz. Permita que sus estudiantes describan la imagen y pregúnteles: ¿qué fenómeno ondulatorio observan en la imagen?, ¿qué otros dispositivos que funcionen con la luz conocen?, ¿qué tienen en común la luz y el sonido? Invite a sus estudiantes a reconocer y registrar sus ideas previas respecto de los fenómenos luminosos y su relación con las ondas, respondiendo las preguntas anteriores y las del Texto del estudiante en su cuaderno. Revise junto con sus estudiantes la información presentada en la tabla de la página 67 del Texto del estudiante, con el fin de que sus estudiantes puedan conocer qué y para qué estudiarán estos contenidos, las habilidades que trabajarán y las actitudes promovidas.

1 2 Activa tus aprendizajes previos

Páginas 68 a 70

Con el propósito de fomentar en los y las estudiantes el interés y la motivación por el aprendizaje, se presentan en estas páginas actividades contextualizadas con temáticas interesantes. Además, a partir de ellas, se busca que sus estudiantes registren sus ideas previas, antes de comenzar. Registrar las ideas previas de sus estudiantes al iniciar la unidad le permitirá poder volver a revisarlas en el transcurso de esta. Seguramente muchos otros conceptos que se mencionan en el texto “Telescopio de espejo líquido en la Luna”, por ejemplo, les resultarán más familiares. También serán capaces de entender varios fenómenos que inicialmente no comprendían. Volver a revisar las respuestas de sus estudiantes le permitirá evidenciar los aprendizajes, y también ellos mismos podrán comprobarlos viendo sus avances. En la actividad de la página 68 le proponemos mostrar imágenes de otras ciudades durante la noche. Por un lado permitirá comparar la contaminación lumínica en diferentes ciudades y también evidenciar que este es un problema presente no solo en Santiago. Además, podrá acercar a los estudiantes a su realidad más cercana. Al introducir el código GF1MP053 en el sitio web codigos.auladigital. cl, encontrará algunas imágenes que puede mostrar a sus estudiantes. En la actividad ¿Cómo se mueve la luz?, las hipótesis de sus estudiantes serán variadas. Revíselas una vez trabajado el contenido de reflexión de la luz, con el fin de que sus estudiantes puedan contrastarlas con las que propondrían ahora que conocen este concepto. Utilice la actividad de la página 70 para trabajar con sus estudiantes la importancia de las evidencias científicas. Realíceles las siguientes preguntas: ¿creen que Newton planteó sus leyes sin tener evidencias?, ¿podrías asegurar un hecho sin tener evidencias sobre él? Es importante que sus estudiantes se den cuenta de que sin las evidencias no se puede construir el conocimiento. Por esta razón, ínstelos a ser muy meticulosos al momento de analizar resultados de un experimento; por ejemplo, en la actividad que se presenta, sus estudiantes deberían cuestionar el hecho de que el valor de la temperatura registrada por el termómetro de control fuera tan alto. Indique a sus estudiantes que siempre que no estén seguros de los resultados obtenidos deben volver a repetir el experimento, para que las evidencias les permitan concluir correctamente.

Antes de comenzar

Página 71

Esta sección tiene como objetivo que los estudiantes descubran sus motivaciones e intereses y que a partir de estos puedan planificar su proceso de aprendizaje. La sección Descubre tus motivaciones pretende que los estudiantes registren lo que quieren aprender a partir de las ideas previas y de las preguntas planteadas. Para apoyar a sus estudiantes puede mencionar algunos fenómenos que se explican con los conceptos de luz, por ejemplo los eclipses y el arcoíris, o también aparatos tecnológicos como el telescopio, microscopio o la lupa. La idea es que sus estudiantes se motiven y logren plantear algunas preguntas, con el fin de que al final de la unidad puedan comprobar la utilidad de los nuevos aprendizajes adquiridos, al lograr responderlas. Metacognición Para fomentar la metacognición, específicamente en la elaboración de metas, explique que estas permiten establecer objetivos a corto plazo, siendo claras y medibles. Además, al ser formuladas por cada estudiante, se plantearán a partir del nivel en el que cada estudiante se encuentra, de acuerdo a sus expectativas y lo que él o ella cree poder lograr. Las metas propuestas no tendrán sentido en el proceso de aprendizaje de su propia forma de aprender si no son verificadas; por ello, proponga a sus estudiantes que una vez finalizada la lección 3 vuelvan a revisarlas y que el finalizar la unidad lo vuelvan a hacer, con el fin de verificar su logro. Por otra parte, mencione a sus estudiantes que las estrategias de estudio proponen diversas técnicas que facilitan el aprendizaje. Puede complementar las propuestas en el Texto del estudiante con las siguientes: subrayados, mapas mentales, apuntes propios, test, fichas de estudio, resolución de problemas, reglas nemotécnicas, dibujos o esquemas y lluvia de ideas. Indique a los y las estudiantes que la disposición que ellos tengas al estudio juega un rol importante en su proceso de aprendizaje y en el éxito de la técnica de estudio que propongan para trabajar. Aconseje a sus estudiantes a que tengan un compañero de estudio para mejorar su disposición a estudiar, ya que es más divertido estudiar con alguien. Sin embargo, es importante de que el estudiante se asegure de que no se diviertan tanto que olviden estudiar.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 3

Páginas 72 a 87 Tiempo estimado: 8 horas

¿QUÉ ES Y CÓMO SE COMPORTA LA LUZ? Comprender la naturaleza de la luz y su comportamiento.

Propósito:

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando a través de diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

IE

Actividad Me preparo para aprender (Pág. 72)

Describir la naturaleza ondulatoria de la luz y el funcionamiento de algunos aparatos tecnológicos que operan en base a ondas electromagnéticas.

Descubrir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas sobre la luz, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías. Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos, para describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos fenómenos.

IE 12

¿Qué sucede con un rayo de luz cuando llega a un espejo? (Pág. 81) ¿Por qué al sumergir una cuchara en un vaso con agua, su imagen se distorsiona? (Pág. 82) ¿Cómo se puede observar la difracción de la luz? (Pág. 83)

IE 10-9 Sintetiza y sintetiza (Pág. 85) IE 14 IE 16 Sintetiza y reflexiona (Pág. 75)

Unidad 2 ∙ La luz

Actitud/ OFT

Analizar - Relacionar

A1-A3/OFT 1

Analizar - Relacionar

A2/OFT 2

Describir - Explicar

A1/OFT 1

Describir - Relacionar

A1/OFT 1

Comparar - Sintetizar

A2/OFT 2

Sintetizar - Reflexionar A1/OFT 1

IE 15 IE 16

IE 7 IE 13

Reflexiona (Pág. 80)

Reflexionar Argumentar

Integra y reflexiona (Pág. 75)

Sintetizar - Reflexionar A2/OFT 2

A2/OFT 2

Explicar - Esquematizar A1-A2/OFT Taller de estrategias (Págs. 78 y 79) - Planificar y llevar a 1-OFT 2 cabo una investigación

En esta lección se trabaja la evolución del concepto de luz y sus características ondulatorias, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de

56

Habilidades

la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, se construyen modelos en los Talleres de estrategias. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, todas con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

2 Orientaciones metodológicas Activación de conocimientos previos Invite a sus estudiantes a expresar, en una sesión plenaria, las ideas que tienen sobre la luz y los fenómenos asociados a ella. Para esto, puede preguntarles: ¿qué fenómenos de la luz han observado? ¿Por qué creen que es importante la experimentación para estudiar estos fenómenos? Indíqueles que registren sus ideas, para revisarlas una vez finalizado el estudio de la lección.

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Proponga a sus estudiantes a imaginar que están trabajando en un laboratorio de investigación y que nombren las habilidades y actitudes que creen que deben desarrollar en esta situación. Al desarrollar procedimientos científicos en la lección, invítelos a revisar y corregir la lista realizada.

La naturaleza de la luz

Páginas 72 a 75

io

com

ar

Rec

it a l

RDC Utilice el RDC de inicio para trabajar las ideas previas de sus estudiantes con respecto a la luz y su relación con las ondas. Puede llevarlos a la sala de compuu rs o d i g tación para que trabajen individualmente o puede proyectar el recurso en la pizarra y ple nt trabajar de forma colaborativa. me Al revisar el concepto de luz a lo largo de la historia, pida a los estudiantes que completen la línea de tiempo investigando otras explicaciones; incluya otros científicos que contribuyeron a explicar la luz, por ejemplo Lepucio, Euclides, Ajasen Basora, Einstein, Bohr, entre otros.

▶ Actividad del texto:

Sintetiza y reflexiona La primera parte de esta actividad puede sintetizarla completando en la pizarra la siguiente tabla, de manera cooperativa con sus estudiantes. Ondulatorio Corpuscular ¿Qué propone? ¿Qué fenómenos explica? ¿Qué no puede explicar?

Dual

Por otra parte, la línea de tiempo y la segunda parte de la actividad, permite trabajar con sus estudiantes el carácter dinámico del proceso de construcción del conocimiento. Pídales que respondan las siguientes preguntas: ¿los científicos usan las investigaciones de otros científicos para desarrollar las suyas? ¿Se basan ellos en aportes anteriores? ¿Si estos aportes no existieran crees que sería más difícil la construcción del conocimiento? ¿Es construido el conocimiento por un solo científico o por el trabajo en conjunto de varios de ellos a lo largo de la historia? ¿El contexto histórico y social afecta a la construcción del conocimiento? Debata estas preguntas en una sesión plenaria. Es muy importante que sus estudiantes logren comprender el carácter dinámico de la construcción del conocimiento, en este caso analizando el concepto de luz a lo largo de la historia, donde evidenciarán su evolución y el trabajo progresivo de varios científicos, para llegar a la actual definición. Indíqueles que el conocimiento en esta y todas las áreas no ha frenado su construcción, que este puede modificarse, perfeccionarse e ir cambiando con el tiempo, según nuevas investigaciones.

El espectro electromagnético

Páginas 76 y 77

Muestre a sus estudiantes la relación entre la longitud de onda, la frecuencia y la energía, que se presenta en estas páginas. Pídales que identifiquen la relación inversa entre estas dos primeras y la relación directa entre las dos últimas. Al trabajar estas páginas puede complementarlas utilizando la ventana de profundización disciplinar Luz creada por seres vivos de la página 66 de la Guía didáctica, con el propósito de que los estudiantes comprendan el entorno natural y sean alfabetizados científicamente. Pregunte a sus estudiantes, ¿por qué este fenómeno se da mayormente en organismos marinos? ¿Existe relación entre las distintas áreas de la ciencia? Pídales que argumenten sus respuestas. Con el fin de que los estudiantes comprendan que en el desarrollo de las ciencias han participado tanto mujeres como hombres, se propone que al revisar los rayos X, trabajen la siguiente cápsula de información sobre las mujeres en ciencias.

Aportes de la mujer en la ciencia Marie Curie, química y física polaca, es reconocida por obtener el premio Nobel de Física en 1903 por su descubrimiento del radio y del polonio. Además, se le atribuye la invención de dos cámaras-furgones de rayos X, la que fue utilizada para detectar balas en el interior de los cuerpos de los heridos de la guerra sin la necesidad de cirugías. Pregunte a sus estudiantes: si la radiación de rayos X es de alta energía, ¿qué dañó a Marie Curie en la investigación con este tipo de radiación? ¿Cuál fue la importancia de la investigación de Marie Curie? Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

57

Orientaciones al docente

LECCIÓN 3 ¿QUÉ ES Y CÓMO SE COMPORTA LA LUZ?

Una vez finalizada la revisión del espectro electromagnético, utilice la siguiente cápsula, con el fin de conocer las aplicaciones de estas y los centros de investigación en Chile.

Centros de investigación en Chile En la Universidad de Chile se encuentra el Laboratorio de Fotónica, donde se realizan investigaciones sobre la instrumentación fotónica (por ejemplo espectrómetros, amplificadores de microonda, láser diodo, entre otros), los que son utilizados como instrumentación astronómica en el rango de las ondas submilimétricas e infrarrojo, los que se usan en algunos observatorios como ALMA.

Taller de estrategias

Páginas 78 y 79

Para esta actividad, es importante que al unir las piezas todo quede bien ensamblado, con el fin de que no entre luz por las uniones entre las piezas. Puede reemplazar el cartón corrugado por cartulina y hacer el cubo de una sola pieza. Aquí podrá trabajar la identificación de problemas de investigación; en este caso el problema está relacionado con la calidad de la imagen obtenida en la cámara oscura. Indique a sus estudiantes que lo identifiquen una vez que comiencen a responder el paso 2, y para guiarlos pregúnteles lo siguiente: ¿qué pregunta puede ser respondida con el desarrollo experimental realizado? Ellos pueden plantear variadas preguntas, sin embargo guíelos para que estas tengan relación con la imagen obtenida en la cámara oscura. Por otra parte, el trabajo de la formulación de hipótesis guíelo identificando en conjunto las variables involucradas en la experiencia, por ejemplo, la distancia entre la cámara y la fuente de luz, dando una posible respuesta al problema de investigación. En la sección Desafío, se invita a los y las estudiantes a crear un procedimiento experimental. Guíe su trabajo indicando la necesidad de realizar un paso a paso en la ejecución del proyecto, el cual puede ser modificado una vez que sea puesto a prueba. Oriéntelos en las posibles dificultades que puedan tener al realizar su proyecto, por ejemplo la filtración de luz a la habitación; pídales que ideen una estrategia para solucionar esta y otras dificultades que se puedan presentar.

Propagación rectilínea de la luz

Página 80

Retome, al finalizar la revisión de este contenido, la experiencia que se propuso en la página 72 del Texto del estudiante, que recogía las ideas previas de sus estudiantes con respecto a la propagación de la luz. Pídales que lo revisen nuevamente y comparen lo que ahora pueden proponer con respecto a esta. Pueden replicar la experiencia que se propone en esta actividad, para evidenciar la propagación rectilínea de la 58

Unidad 2 ∙ La luz

luz. Para complementar, utilice una linterna y apunte hacia una pared, preferentemente blanca, y luego ponga un objeto como obstáculo frente a la linterna. Pida a los y las estudiantes que formulen sus explicaciones de este fenómeno.

▶ Actividad del texto:

Reflexiona Guíe a sus estudiantes comentándoles que las observaciones de los fenómenos permiten generar nuevas investigaciones y que los resultados permiten generalizar situaciones y explicaciones.

En la página 67 de la Guía didáctica se desarrolla la profundización didáctica La naturaleza de la ciencia, que fomenta el desarrollo de un contenido innovador, orientado hacia la alfabetización científica de los y las estudiantes. Antes de trabajar esta ficha, indague las ideas que sus estudiantes tengan respecto de la ciencia, para lo cual puede realizar las siguientes preguntas: ¿qué metodologías creen que utiliza la ciencia?, ¿cómo se construye el conocimiento científico?

Las propiedades ondulatorias de la luz

Páginas 81 a 85

Para comenzar, proponga las siguientes preguntas: si la luz es una onda, ¿qué propiedades experimentaría?, ¿qué ocurrirá cuando la luz incide sobre una superficie? Es importante que los y las estudiantes relacionen este contenido con las ondas. Invítelos a formular y registrar sus explicaciones de algunos fenómenos luminosos, como la formación de imágenes en un lago.

▶ Actividad del texto:

¿Qué sucede con un rayo de luz cuando llega a un espejo? Para esta actividad, debe disminuir la intensidad de la luz de la sala de clases, para evidenciar más claramente el fenómeno. Recalque a sus estudiantes la importancia de no apuntar a los ojos de sus compañeros con el puntero láser. En el caso de que no puedan realizar la actividad, se recomienda usar la animación que encontrará al introducir el código GF1MP056 en el sitio web codigos.auladigital.cl, con la que podrá evidenciar la reflexión de la luz al variar el ángulo de incidencia.

▶ Actividad del texto:

¿Por qué al sumergir una cuchara en un vaso con agua, su imagen se distorsiona? Antes de realizar la actividad, pida a sus estudiantes que formulen y registren en sus cuadernos sus hipótesis a la pregunta del título de la actividad, por ejemplo; pueden mencionar que la luz, al pasar del aire al agua, se desvía. Luego, una vez finalizada la experiencia, solicite que comparen sus hipótesis con sus observaciones, de manera que puedan validarlas y responder la pregunta inicial.

1 2 Al finalizar la revisión de la refracción de la luz y con el fin de explicar diversos fenómenos que ocurren por la refracción de la luz, realice las siguientes preguntas a sus estudiantes: ¿por qué se producen los espejismos?, ¿qué relación existe entre la temperatura y la refracción de la luz?

▶ Actividad del texto:

¿Cómo se puede observar la difracción de la luz? La difracción es un fenómeno de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrarse con un obstáculo o abertura. En esta actividad los estudiantes deben acercar su mano hacia la ventana para que los rayos solares se encuentren con la abertura que queda entre los dedos al juntarlos. De esta manera ellos podrán observar de una forma sencilla el fenómeno descrito.

Para reforzar las propiedades ondulatorias de la luz, se recomienda que sus estudiantes realicen el Desafío complejo de la página 72. Guíe a los estudiantes para que puedan reconocer las variables del estudio con el fin de planificar y llevar a cabo una investigación. Aproveche esta oportunidad para trabajar con sus estudiantes la comunicación de resultados de una investigación, por ejemplo puede proponer hacer un informe, incluyendo todas las partes que lo componen. Explique la estructura del informe en la pizarra y entregue una pauta para que sus estudiantes la utilicen para comunicar sus resultados. Haga énfasis en lo formal que debe ser la comunicación de las evidencias científicas. Puede mostrar a sus estudiantes un paper sobre alguna investigación y que ellos puedan evidenciar el orden utilizado, el lenguaje apropiado, la bibliografía que lo sustenta, entre otros aspectos. Al introducir el código GF1MP056 en el sitio web codigos. auladigital.cl, puede encontrar algunos paper científicos.

▶ Actividad del texto:

Integra y sintetiza Para realizar esta actividad le proponemos incorporar el uso de las TIC; en este caso use el organizador gráfico que tiene Word. Esta es una oportunidad para que sus estudiantes se apoyen en estas herramientas para su proceso de aprendizaje. Para evaluar el trabajo de sus estudiantes utilice la siguiente pauta: Pauta de evaluación para el uso de las TIC Aspectos a evaluar

Usa el organizador gráfico de Word. Inserta nuevos cuadros de texto. Incluye recursos para relacionar y conectar los cuadros de texto.

L

ML PL

Pauta de evaluación para el uso de las TIC Ajusta la fuente de los textos. Ajusta el tamaño de los cuadros a la información que contienen. Es claro y se entienden las relaciones que se presentan. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 86 y 87

Indique a sus estudiantes que estas actividades tienen como finalidad evaluar los aprendizajes de la lección. En la pregunta de la sección Aprendiendo a responder, puede que a sus estudiantes les dificulte comprender que la luz al incidir con una primera superficie y refractarse, puede volver a hacerlo en una segunda y así sucesivamente. Indíqueles que el fenómeno de refracción sucederá cada vez que un haz de luz atraviese de un medio a otro con diferente índice de refracción. Por otra parte, aproveche la pregunta 5 para desarrollar con sus estudiantes la utilidad de los organizadores gráficos, a fin de para explicar algunos conceptos o fenómenos; en este caso se utiliza para presentar algunos hitos del estudio de la luz. Indíqueles que este tipo de recursos permite mostrar cómo los conceptos se relacionan entre sí. Además, su construcción permitirá que sea más fácil recordar la información presentada, conectándola a sus conocimientos. Invite a los estudiantes que trabajen en la sección ¿Cómo vas? y completen la tabla propuesta. A partir de los resultados, pida a los estudiantes que obtuvieron un nivel de desempeño logrado que realicen la Ficha de profundización de la página 69. Y a los que obtuvieron un desempeño correspondiente a Por lograr y Medianamente logrado, que trabajen en la Ficha de refuerzo de la página 68. Pida a los y las estudiantes que respondan en sus cuadernos las preguntas planteadas en la sección ¿Cómo vas? y las comparen con aquellas registradas en el inicio de la unidad. Fomente una discusión sobre la importancia de revisar las estrategias y técnicas de estudio en el aprendizaje. Puede plantearle las siguientes preguntas: si una estrategia de estudio no fue útil, ¿la utilizarías nuevamente? ¿Será esa estrategia útil para otros contenidos? ¿Qué cambiarías de las estrategias que estabas usando y no han obtenido resultado? Analice estas preguntas en una sesión plenaria con el fin de que sus estudiantes comprendan lo importante de este proceso de revisión y que lo consideren cada vez que puedan poner a prueba la efectividad de las estrategias propuestas.

Propone una correcta jerarquía entre la información.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

59

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 4

Páginas 88 a 105

Tiempo estimado: 14 horas

LA LUZ Y SUS APLICACIONES Propósito:

Comprender las aplicaciones de la luz a partir de sus propiedades.

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando con diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

IE

Actividad

Habilidades

Me preparo para aprender (Pág. 88) Analizar - Inferir Investiga (Pág. 89) Investigar - Explicar ¿Qué cambios experimenta la imagen IE 3 de un objeto cuando se refleja en un Describir - Explicar espejo curvo? (Pág. 91) Formular explicaciones IE 4-7 Taller de estrategias (Págs. 92 y 93) Modelar fenómenos Investigar - Construir IE 2

Explicar la reflexión y la refracción de la luz en diversos contextos para describir el funcionamiento de dispositivos que operan en base a estos fenómenos.

IE 3

Aplica (Pág. 94)

Aplicar - Analizar

IE 5

Crea (Pág. 97) Taller de estrategias (Págs. 98 y 99)

IE 6

Proyecto (Pág. 101)

IE 8

Investiga y sintetiza (Pág. 103)

Analizar Aplicar - Analizar Investigar - Diseñar Crear - Usar TIC Investigar - Construir

Actitud/ OFT A1-A3/OFT 1 A1/OFT 1 A2/OFT 2

A1/OFT 1 A1-A2/OFT 1-OFT 2 A2/OFT 2 A1/OFT 1 A1/OFT 1 A2/OFT 2 A2/OFT 2

En esta lección son revisadas las aplicaciones de la luz, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación.

En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante, como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, todas ellas con sus respectivos solucionarios.

En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias se entregan herramientas para determinar el foco de un espejo curvo y para la aplicación de los rayos notables. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT.

Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje a través de actividades digitales.

60

Unidad 2 ∙ La luz

Orientaciones metodológicas Activación de conocimientos previos Con el objetivo de activar los conocimientos previos de sus estudiantes muéstreles qué sucede cuando la luz incide en un prisma. Para ello, puede usar una lágrima de una lámpara antigua o un cd. Pregúnteles sobre lo que observan, e invítelos a proponer una posible explicación, comparando con qué sucede en la formación de un arcoíris.

2 ▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Para ayudar a los estudiantes a identificar el fenómeno, puede preguntarles: ¿cómo creen que se forma un arcoíris? ¿En qué situaciones cotidianas podríamos observar el experimento de Newton? Para orientar a sus estudiantes en la identificación de los conceptos asociados al experimento realizado por Newton, realice una lluvia de ideas en conjunto en el grupo curso, registrando las ideas en la pizarra.

¿Cómo se forman los colores?

Páginas 88 y 89

▶ Actividad del texto:

Investiga Para desarrollar esta actividad guíe a sus estudiantes hacia una búsqueda de información, mencionándoles que es importante que las fuentes que utilicen para extraer información sean confiables. Coménteles algunos criterios para realizar la búsqueda, por ejemplo, revisar las páginas de las universidades o instituciones de investigación.

¿Cómo se forma una imagen en un espejo?

Páginas 90 y 91

Para promover que los estudiantes reconozcan sus conocimientos previos, pídales que responda las siguientes preguntas: cuando se miran en un espejo, ¿qué características tiene la imagen que se forma? ¿Qué propiedad de la luz podemos explicar a través de estos fenómenos? Invítelos a registrar sus explicaciones.

▶ Actividad del texto:

u rs o d i g

Páginas 92 y 93

Los espejos necesarios para este taller puede conseguirlos en las librerías. En caso de no conseguir los espejos puede reemplazarlos por trozos de cartón recubiertos con un material reflector, como por ejemplo con papel de aluminio. Indique a sus estudiantes que deben manipular los espejos con mucho cuidado, ya que generalmente sus bordes no están pulidos y pueden cortarse. Y recalque por otra parte, que el uso del láser debe realizarse de manera responsable, no apuntando a los ojos de sus compañeros. Aproveche la actividad de la sección Desafío para abordar la importancia del trabajo colaborativo. Invite a sus estudiantes a que propongan una estrategia de trabajo: pueden establecer roles para los integrantes del grupo asignando tareas específicas, como por ejemplo la búsqueda de información, conseguir materiales, entre otras. Mencióneles que es importante que todos cumplan sus tareas, ya que el éxito del proyecto depende de todos los integrantes del grupo. Establezcan plazos que puedan cumplir y verifiquen si se logran. Por otra parte, puede trabajar con sus estudiantes la formulación de problemas de investigación y de explicaciones, con respecto al funcionamiento de la cocina solar. Guíelos mencionándoles que los rayos del sol convergen en el foco de la parábola formada, de manera que en ese punto se concentra la energía con la que se cocinan los alimentos. Para evaluar el Desafío se propone la siguiente pauta: Pauta de evaluación Desafío Indicadores

L

ML

PL

Buscan información en fuentes confiables. Realizan un esquema de la cocina. Determinan los materiales y el procedimiento a seguir. Detallan el tiempo que demorarán en desarrollar el proyecto. Evalúan el proceso durante la construcción de la cocina. Proponen mejoras al modelo construido. Trabajan rigurosamente y realizan las tareas de manera ordenada.

io

Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

ment

ar

ple

it a l

com

RDC Revise el RDC de desarrollo para trabajar la formación de imágenes en diferentes espejos usados en la vida cotidiana, trabajados en estas páginas.

Rec

¿Qué cambios experimenta la imagen de un objeto cuando se refleja en un espejo curvo? Proponga a sus estudiantes comparar las imágenes que se forman en la cuchara con las que se forman en un espejo plano y en uno con aumento. Pregúnteles: ¿qué tienen en común las imágenes formadas? ¿En qué se asemejan? ¿Cómo creen que se forman las imágenes en estas superficies?

Taller de estrategias

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

61

Orientaciones al docente

LECCIÓN 4 LA LUZ Y SUS APLICACIONES

Formación de imágenes en espejos curvos

Páginas 94 y 95

▶ Actividad del texto:

Aplica Antes de realizar esta actividad, revise junto a sus estudiantes la animación que encontrará al introducir el código GF1MP059 en el sitio web codigos.auladigital.cl, que muestra los rayos notables en la formación de imágenes en espejos curvos. Puede cambiar el espejo entre un espejo cóncavo y uno convexo, o modificar la ubicación del foco. Pida a sus estudiantes que identifiquen en primera instancia los rayos que forman la imagen en cada caso. Luego realicen una comparación de lo que sucede al variar la distancia del foco y al modificar el tipo de espejo.

Al revisar las aplicaciones de los espejos puede preguntar a sus estudiantes: ¿por qué en los estacionamientos hay espejos convexos? Indique a sus estudiantes a que analicen las imágenes formadas en estos tipos de espejos y que a partir de ello indaguen sobre su utilidad. Invite a sus estudiantes a revisar otros tipos de aplicaciones de los espejos, por ejemplo, en el interior de los focos de los automóviles o los espejos de los dentistas. Aproveche esta oportunidad para trabajar con sus estudiantes el impacto del desarrollo científico en el ámbito social, económico o ambiental. Pregúnteles: ¿cómo se relacionan la ciencia, la tecnología y la sociedad? Ello, con el fin de que puedan apreciar lo importante de las ciencias en los avances tecnológicos y cómo estos afectan a nuestra sociedad.

Formación de imágenes en lentes

Páginas 96 a 101

▶ Actividad del texto:

Crea En el desarrollo de esta actividad sus estudiantes pueden presentar dificultades debido a presentar dos lentes consecutivos. Pídales que pongan atención en el comportamiento de los rayos, preguntándoles: ¿en cuál lente los rayos convergen y en cuál divergen? A partir de ello podrán identificar las lentes que deben estar en cada una de las posiciones.

Taller de estrategias

Páginas 98 y 99

El modelo utilizado para determinar las imágenes que se producen por las lentes se puede aplicar a variados tipos de ejercicios. Revise junto a sus estudiantes la estrategia propuesta paso a paso, identificando las dificultades que pueden presentar, devolviéndose a analizar los rayos notables que permiten determinar la posición, el tamaño y orientación de la imagen. 62

Unidad 2 ∙ La luz

En la sección Desafío guíe a sus estudiantes en la construcción del esquema, ya que es la primera vez que lo construyen ellos mismos. Mencióneles que el hecho de que el objeto se encuentre invertido inicialmente afectará en la imagen que se produzca. Cuando revise con sus estudiantes las aplicaciones de las lentes, invítelos a analizar qué pasaría en la actualidad si no existieran los instrumentos ópticos que se mencionan, por ejemplo el microscopio. Pregúnteles: ¿cómo estos instrumentos han ayudado a avances en otras áreas, por ejemplo en la salud?

▶ Proyecto:

Construcción de un telescopio refractor La metodología de proyectos que se trabaja en esta actividad permite por una parte aplicar los contenidos revisados en las páginas anteriores, y además, seguir un paso a paso, trabajando actitudes como la rigurosidad, perseverancia y cumplimiento. Recuerde que los OFT deben ser trabajados de manera transversal en todas las asignaturas y esta es una oportunidad para evaluar su desarrollo. Utilice la siguiente pauta: Pauta evaluación OFT Indicadores

L

ML PL

Asume responsablemente el trabajo asignado. Registra de forma ordenada los pasos del proyecto. Sigue adecuadamente los pasos del proyecto. Entrega el trabajo en el tiempo acordado. Reformula las tareas ante nuevas circunstancias. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

¿Cómo percibimos la luz?

Páginas 102 y 103

En estas páginas se presenta el funcionamiento del ojo humano y las tecnologías correctivas. Fomente en los y las estudiantes el cuidado del ojo, mencionando algunos buenos hábitos, por ejemplo, realizar chequeos una vez del año, usar lentes del sol, parpadear frecuentemente para evitar la sequedad del ojo, consumir vitaminas C y E, cuidar la presión arterial y el nivel de glucosa. Invite a sus estudiantes a realizarse un test visual en línea que encontrará al introducir el código GF1MP060 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Si detecta algunas alteraciones indique a sus estudiantes que deben acudir a un especialista, para que este realice un diagnóstico adecuado.

1 2 Se describe además cómo una cámara fotográfica utiliza fundamentos del funcionamiento del ojo humano para formar las imágenes. Proponga a sus estudiantes realizar una cámara fotográfica usando los mismos principios aplicados en la cámara oscura, invitándolos a buscar información en internet, donde se proponen variados procedimientos para construirla. Pueden ver ejemplos al introducir los códigos GF1MP061a y GF1MP061b en el sitio web codigos.auladigital.cl. Con el fin de que sus estudiantes apliquen lo aprendido y complementen lo revisado sobre el ojo, se sugiere trabajar la siguiente actividad. En la página 73 de la Guía didáctica, se presenta el Desafío complejo ¿Cómo funciona el ojo humano en la percepción del color y del movimiento? En esta actividad se fomenta que los y las estudiantes formulen y registren posibles explicaciones respecto de una situación problema. Es preciso reiterar que es importante que sean rigurosos al seguir el procedimiento planteado, ya que así podrán lograr los objetivos propuestos. El esquema de la cartulina debe ser similar al siguiente: 120º

90º

60º

30º

0º

30º

60º

90º

120º

X

Indique a sus estudiantes que es importante que la cartulina esté doblada alrededor de su cara, de modo que los extremos se alineen con sus oídos y quede a unos 30 cm de distancia de su cara. Sus ojos deben estar al nivel del punto rotulado con la X y deben enfocar siempre durante el experimento la vista en ese punto.

▶ Actividad del texto:

Investiga y sintetiza Invite a buscar información para la investigación propuesta en la web, utilizando el buscador Google Académico. Por otra parte para trabajar la construcción de mapas conceptuales puede proponer a sus alumnos y alumnas que esta vez lo realicen usando imágenes representativas de cada temática, para tener un carácter más visual y permitir recordar los aprendizajes visualmente. Indique a sus estudiantes que de todas maneras pueden incluir textos explicativos. Lo más probable es que existan varios de sus estudiantes que aprendan mejor de esta manera.

Para profundizar sobre los problemas que se pueden presentar en la visión, revise la siguiente profundización.

En la página 66 de la Guía didáctica se presenta una ventana de profundización disciplinar sobre el Daltonismo. Comente a sus estudiantes que esta es una enfermedad que algunas personas manifiestan y es de carácter permanente. Pídales a los estudiantes que investiguen qué técnicas se están probando actualmente para contrarrestar esta enfermedad. Puede utilizar el test propuesto a fin de detectar si alguno de sus estudiantes presenta esta alteración en su visión.

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 104 y 105

En el desarrollo de la sección Aprendiendo a responder, guíe a sus estudiantes en el trabajo con la expresión que relaciona las alturas de la imagen y el objeto con la distancia entre el objeto y el espejo y entre la imagen y el espejo. Propóngales que primero identifiquen cada una de estas magnitudes en el esquema propuesto y luego establezcan las relaciones que se proponen a partir de lo que describe el problema. Para realizar las actividades 4 y 5 proponga a sus estudiantes que revisen los rayos notables que permiten formar las imágenes resultantes en el caso de las lentes y los espejos; pueden utilizar alguna nemotecnia que les permita recordar los pasos a seguir para construir cada rayo. Pida a sus estudiantes que completen la sección ¿Cómo vas?, y que determinen sus niveles de logro. Para trabajar los diferentes ritmos de aprendizaje de sus estudiantes, le proponemos utilizar las siguientes actividades complementarias. Pida a los y las estudiantes que lograron sus objetivos que desarrollen la Ficha de profundización de la página 71. Si algunos estudiantes obtuvieron un desempeño Medianamente Logrado o Por lograr, desarrollen la Ficha de refuerzo, de la página 70. Con esto se espera que los estudiantes puedan aplicar los conceptos estudiados en otras situaciones y también ayudar a aquellos cuyo ritmo de aprendizaje fuese menor, para que puedan aclarar sus dudas. Promueva la fase de evaluación de la metacognición, proponiendo las siguientes preguntas a sus estudiantes: Para analizar los errores: ɔ ¿Cuáles son los errores más significativos? ɔ ¿Qué errores se deben a una falta de conocimientos previos? ɔ ¿Qué errores responden a un procedimiento defectuoso? Para corregir los errores: ɔ ¿Qué errores son fáciles y rápidos de resolver? ɔ ¿Qué errores tengo pocas posibilidades de corregir? ɔ ¿Por dónde debo empezar a actuar y en qué orden?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

63

Orientaciones al docente

Cierre de unidad del Texto del estudiante

En la Guía didáctica se entregan orientaciones para el trabajo con las distintas secciones que componen el cierre de la unidad del Texto del estudiante.

Ciencia, tecnología y sociedad

Páginas 106 y 107

Esta sección busca promover la alfabetización científica de los y las estudiantes, mediante una propuesta de investigaciones científicas modernas y de relevancia social. En estas páginas se muestra cómo se ha desarrollado la ciencia en la actualidad y que esta tiene relación con los temas tratados en la unidad. Pida a sus estudiantes que identifiquen, en los tres textos presentados, los conceptos que tienen relación con lo estudiado en la unidad. Indique a sus estudiantes que determinen cuáles de estos conceptos no conocían al comenzar a estudiar la unidad. Comparar estos conceptos les permitirá evidenciar su aprendizaje y su utilidad. Solicite a los y las estudiantes que busquen información, en fuentes confiables, sobre las investigaciones que se llevan a cabo, en Chile o en otros países, en relación a la utilización de las ondas electromagnéticas y sus propiedades. Luego, indíqueles que deberán comunicar los resultados de su investigación en un póster. Mencione a sus estudiantes lo importante de la comunicación científica y cómo esta permite la construcción de nuevos conocimientos. Puede utilizar la siguiente pauta para evaluar el póster realizado por sus estudiantes: Pauta de evaluación de un póster Aspectos a evaluar

L

ML

PL

El tema corresponde al solicitado. Incluye las ideas principales. Presenta coherencia en las ideas. Se evidencia una estructura en el póster. No presenta errores ortográficos. Se incorporan las fuentes bibliográficas. Usa colores y tipografía que facilitan la lectura. Distribuye la información de manera equilibrada. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

64

Unidad 2 ∙ La luz

Sintetiza tus aprendizajes

Páginas 106 a 113

Páginas 108 y 109

La sección Sintetiza tus aprendizajes presenta una síntesis de los contenidos, habilidades y actitudes trabajados en la unidad. Antes de revisarlo, realice una lluvia de ideas en la pizarra con todo el grupo curso. Vayan registrando todos los conceptos en la pizarra, también las habilidades y las actitudes que ellos recuerden que hayan sido trabajados en la unidad. Al finalizar esta tarea, indíqueles que identifiquen las relaciones que hay entre estos conceptos, que los agrupen y reordenen si es necesario. De esta manera podrán evidenciar cómo se construye un organizador gráfico, para así presentarse con mayor confianza cuando lo deban realizar de forma individual. En estas páginas se propone que sus estudiantes realicen su propio organizador gráfico, utilizando otras formas de presentar la información. Mencióneles que existen variadas formas de realizar organizadores gráficos e indíqueles que busquen en Internet otros organizadores gráficos, además de los propuestos en estas páginas. Recomiéndeles revisar la información que encontrará al introducir el código GF1MP62a en el sitio web codigos.auladigital.cl. Indique que existen otras técnicas para presentar la información; una de ellas son los mapas mentales. Comente que son una forma interesante y atractiva de presentar las ideas relevantes en un tema. Pida a los y las estudiantes que realicen un mapa mental usando un software educativo. Propóngales el uso de Examtime, que posee una herramienta para crear mapas mentales; la que encontrará al introducir el código GF1MP062b en el sitio web codigos. auladigital.cl. Para evaluar el uso de este software, utilice la siguiente pauta: Pauta de cotejo para el uso de Examtime Aspectos a evaluar

L

ML

PL

Usa el software solicitado. Incluye una idea principal. Une las ideas usando los conectores disponibles. Cambia el color de los cuadros de texto. Usa diferentes formas en los cuadros. Inserta imágenes. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

2 1

N° Pregunta 1 IE 12 Comprender Describir en forma 7 cualitativa el origen IE 9 13 y la propagación del IE 10 15 sonido, su comportaIE 11 Identificar 16 miento en diferentes 17 medios, y su naturaleza IE 12 19 ondulatoria. IE 10 Comprender 14 IE 3 2 3 Explicar la reflexión y la refracción de la luz IE 4 Identificar 5 IE 6 9 en diversos contexIE 8 11 tos para describir el funcionamiento IE 3 4 de dispositivos que 6 operan en base a estos IE 5 Comprender 8 fenómenos. IE 6 10 IE 8 Analizar 12 AE

IE

Habilidad

Describir investigaciones científicas clásicas IE 14 Comprender 18 y contemporáneas sobre la luz, valorando el desarrollo histórico IE 13 Comprender 20 de conceptos y teorías.

io

it a l

La distribución de los indicadores de evaluación es la siguiente:

com

En estas páginas sus estudiantes pueden poner a prueba los aprendizajes propuestos a desarrollar en la unidad. Indique a sus estudiante que realicen la sección Desarrolla tus conocimientos y habilidades, en la que se trabaja la propagación de la luz en diferentes medios. Pídales que identifiquen los contenidos relacionados que les cuesta comprender y los refuercen, repasando las páginas del texto donde se desarrollan. Asimismo, pídales que identifiquen las habilidades que deben reforzar. De forma adicional le proponemos trabajar con la evaluación de las páginas 74 a 77 de la Guía didáctica, que evalúa cada Aprendizaje Esperado. Esta evaluación presenta preguntas de selección múltiple y de desarrollo, cuyas respuestas las encuentra en la sección Solucionario de la Guía didáctica. Sugiera a los estudiantes que trabajen de manera individual de modo que puedan identificar aquellos contenidos o habilidades que no han alcanzado.

RDC Utilice el RDC de cierre para preparar la evaluación formal que realice de la unidad. Allí se presentan actividades relacionadas con instrumentos ópticos, el espectro electromagnético y el funcionamiento y estructura del ojo humano. Indique a sus estudiantes que compartan sus resultados en esta actividad e identifiquen de manera u rs o d i g individual los temas que deben reforzar, proponiendo alguna estrategia para lograr su ple nt aprendizaje. me ar

Páginas 110 a 113

Rec

Consolida tus aprendizajes

Proponemos revisar la siguiente ventana de profundización didáctica.

Ventana de profundización didáctica El sueño es esencial para el aprendizaje Las investigaciones relacionadas a los períodos de sueño y vigilia demuestran la enorme importancia que tiene el sueño para el buen funcionamiento del cerebro. Tiene funciones adaptativas, pues ayuda al organismo a adaptarse al entorno, a descansar y a recuperarse fisiológicamente. Está relacionado con los procesos cognitivos, principalmente en lo que se refiere a la consolidación de los aprendizajes. Además, la falta de sueño puede disminuir los sistemas atencionales, las destrezas motoras, la motivación, las habilidades del pensamiento, la memoria, la capacidad de planificación y ejecución. Una de las causales más frecuentes de alteración en el comportamiento del alumno radica en la sobreexcitación de su sistema nervioso, que necesita del sueño y descanso para “recuperar la energía”. Además, las conexiones neuronales son reforzadas no solamente por la frecuencia, intensidad o duración de la propuesta de aprendizaje y por las emociones envueltas en las experiencias vividas, sino también por un adecuado período de descanso. Metacognición El proceso metacognitivo es importante ya que los estudiantes se responsabilizan de su propio aprendizaje. Pida a los y las estudiantes que respondan las siguientes preguntas: Contenidos: ¿Existe relación entre los contenidos estudiados? ¿Cuáles? ¿Qué tema me resultó más fácil de aprender? ¿Y cuál más difícil? Habilidades: ¿Qué habilidades desarrollé en la unidad? ¿Qué habilidades necesito fortalecer? Actitudes: ¿Cómo enfrenté el trabajo en la unidad? ¿Cómo influyó mi disposición en mi aprendizaje?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

65

Profundización disciplinar

Luz

creada por

seres vivos

Todos los seres vivos emiten ondas electromagnéticas y, en la mayoría de los casos, esta radiación no pertenece al espectro visible. Sin embargo, existen formas de vida capaces de radiar luz visible, fenómeno conocido como bioluminiscencia. El ser vivo bioluminiscente más popular es la luciérnaga, pero también existen algunos organismos que emiten luz visible, por ejemplo bacterias, hongos, gusanos, moluscos, crustáceos, insectos, plancton, equinodermos y peces. Algunos de ellos utilizan la bioluminicencia para protegerse de sus depredadores o atraer a sus presas; otros para el cortejo y otros incluso lo usan para comunicarse. La bioluminiscencia es una forma de quimioluminiscencia, ya que la luz emitida durante el proceso bioluminiscente es el resultado de reacciones químicas. Sin embargo, el componente biológico de esta última, es decir, la presencia de enzimas catalizadoras, como la luciferasa en el caso de las luciérnagas, hace que el proceso tenga una mayor emisión de fotones que el común de las reacciones quimioluminiscentes.

Daltonismo John Dalton (1766-1844) fue un gran educador y uno de los pioneros de la física y de la química moderna. A él se atribuye la primera formulación de la teoría atómica con bases científicas en la historia de la ciencia. Dalton tenía un problema en su visión, sufría de deuteranopía (alteración de la percepción del color), y por esto, apreciaba el mundo en grises, azules, púrpuras y amarillos, confundiendo muchos colores. Esto le trajo muchas frustraciones, sobretodo en su trabajo experimental de química, donde confundía los reactivos por no poder distinguir sus colores. Dalton realizó algunas investigaciones sobre estas alteraciones y debido a la impresión que produjo su trabajo, su nombre se convirtió en el término común para designar la ceguera al color: el daltonismo. La percepción del color se debe a las células retinianas llamadas conos, que captan la luz reflejada. Existen tres tipos de conos, cada clase especializada en ver uno de los colores primarios: rojo, verde y azul. La combinación de estos permite al ojo humano distinguir una gran cantidad de tonalidades en el espectro cromático. Cuando uno o más tipos de células cónicas están ausentes o son deficientes se presenta el dal66

Unidad 2 ∙ La luz

Lección 3

La ciencia ha encontrado muchas aplicaciones para la bioluminiscencia. Por ejemplo, las enzimas y reactivos del sistema biolumínico de la luciérnaga son utilizados en microanálisis para diagnosticar los niveles de contaminación del medio ambiente, detectar microorganismos, controlar la calidad de ciertos productos alimenticios y un sinfín de otras aplicaciones en los campos de la industria y la investigación. En la actualidad, la ingeniería genética y la biotecnología están trabajando en recombinar material genético de bacterias bioluminiscentes en plantas; con esto se busca crear vida vegetal capaz de emitir grandes cantidades de radiación electromagnética en el espectro visible, ayudándonos a iluminar sin utilizar energía eléctrica. Fuentes: – Ilyiná, A. Cerda, F. Estrada, B. Dukhovich, A. Gaona, L. Garza, G. Rodríguez, M. Sistema bioluminiscente luciferina-luciferasa de las luciérnagas. Revista de la Sociedad Química de México. [En línea]. Mayo – Junio de 1998, Vol. 42, n°3. [fecha de consulta: 26 de mayo de 2015]. Disponible en: . – Bioluminiscencia. (s.f.). Recuperado el 26 de mayo del 2015, de http://www.surmagico.cl/bioluminiscencia.html

Lección 4

tonismo. Existen distintos grados para esta condición, desde deficiencias leves en las que se puede distinguir todos los colores cuando la luz es la adecuada, hasta aquella en donde todo se ve en escala de grises. El daltonismo es una condición con la cual, en la gran mayoría de los casos, se nace, y está asociada a una alteración genética. Esto puede pasar desapercibido hasta la vida adulta, lo que demuestra la despreocupación por parte de nuestra sociedad, si se toma en cuenta que cerca de un ocho por ciento de los hombres, y en menor medida cerca de un uno por ciento de las mujeres, la padece. En la escuela, el docente puede aplicar un pequeño test, a través de las cartas de Ishihara. Se debe tener presente que no puede, ni debe, dar un diagnóstico definitivo, pero puede ser una ayuda en la detección de esta deficiencia. En la actualidad, existen avances científicos que ayudan a mejorar la percepción del color de las personas que sufren este trastorno, mediante el uso de lentes. Fuente: – Henry, W. (1854). Memoirs of the Life and Scientific Researches of John Dalton. Londres: The Cavendish Society.

1 2

Profundización didáctica

La naturaleza ciencia de la

Vivimos en una sociedad profundamente dependiente de la ciencia y de la tecnología, y en la que nadie sabe nada de estos temas. Ello constituye una fórmula segura para el desastre.

Carl Sagan

Reflexione ¿Están realmente preparados sus estudiantes para tomar decisiones con respecto a las ventajas y desventajas que el conocimiento científico puede traer?

Empatice ¿Le interesaría aprender ciencias si no supiera dónde aplicarla y no conociera las reglas que la rigen?

Decida ¿Está dispuesto a educar individuos conscientes de la importancia de la comprensión de la ciencia? En un mundo globalizado, en el que los avances tecnológicos y científicos suceden vertiginosamente, la alfabetización científica es una necesidad apremiante para que las personas puedan participar en la toma de decisiones sobre su futuro y el de la sociedad, dejando de ser meros espectadores de un proceso que los afecta. Para lograr esta intervención, por parte de los individuos de la sociedad, la enseñanza de la ciencia en la escuela debe promover una actitud positiva frente a ella, que perdure a lo largo de toda la vida, y no debe centrarse en aprender a repetir leyes y teorías sin comprenderlas. En este escenario, es importante entender la naturaleza de las ciencias, con el fin de desarrollar una mejor comprensión de ella. Por esta razón, presentamos a continuación la visión de la naturaleza de las ciencias, según la taxonomía de Lederman, cuyas dimensiones son las siguientes: ɔ Provisionalidad. El conocimiento científico está sujeto a cambiar con nuevas observaciones. ɔ Base empírica. El conocimiento científico se basa o deriva de observaciones provenientes del mundo natural. ɔ Subjetividad. La ciencia es influenciada y manejada por las teorías y leyes científicas aceptadas actualmente, y por las interpretaciones de datos filtrados a través de los lentes de la teoría actual. ɔ Creatividad. El conocimiento científico es creado por la imaginación humana y el razonamiento lógico.

ɔ Integración social-cultural. La ciencia es una propuesta humana, y como tal, es influenciada por la sociedad y la cultura en donde es practicada. ɔ Observaciones e inferencias. La ciencia está basada en ambas, tanto en observaciones como en inferencias. ɔ Teorías y leyes. Las teorías y leyes son diferentes tipos de conocimiento científico. Comprender la naturaleza de las ciencias, su complejidad, sus cambios y su relación con la tecnología y la sociedad, influirá en la forma en que enseñemos a nuestros estudiantes a tratar con las ciencias, educando así individuos que nos ayuden a comprender, interpretar y transformar la naturaleza como a sí mismos.

Fuentes: – Aduríz-Bravo, A. Naturaleza de la ciencia y educación científica de calidad para todos y todas. [En línea]. Grupo de Epistemología, Historia y Didáctica de las Ciencias Naturales. [Fecha de consulta: 26 Mayo 2015]. Disponible en: . – La naturaleza de la ciencia. (s.f.). Recuperado el 26 de mayo del 2015, de http://www.project2061.org/esp/publications/sfaa/online/ chap1.htm

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

67

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz?

Curso:

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 3, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. REPRESENTA

1. Un rayo de luz que viaja por el aire ingresa al agua, cuyo índice de refracción es 1,33. ¿Cómo es la trayectoria que sigue el rayo de luz? Dibújalo. Luz

Normal

Aire Agua

68

COMPRENDE

2. Describe el modelo corpuscular propuesto por Newton y el modelo ondulatorio planteado por Huygens.

EXPLICA

3. Cuando te paras frente a un espejo plano puedes ver tu imagen. ¿Qué fenómeno es el responsable de esto? Explícalo.

EXPLICA

4. Realiza un mapa conceptual con respecto a la luz, que incluya sus características y propiedades, además de un ejemplo para cada caso.

COMPRENDE

5. ¿Cuáles fueron los aportes de los siguientes científicos a la concepción del actual concepto de luz? ɔ Christian Huygens. ɔ Isaac Newton. ɔ Christensen Rømer. ɔ Thomas Young. ɔ Augustin Fresne. ɔ Armand Hippolyte Fizeau. ɔ James Clerk Maxwell. ɔ Heinrich Hertz. ɔ Niels Bohr.

Unidad 2 ∙ La luz

Nombre:

1 2

Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz?

Diferentes ritmos de aprendizaje

Curso:

Fecha: Material fotocopiable

Ficha de profundización

Para profundizar los aprendizajes de la lección 3, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. EXPLICA

1. Pon dentro de un vaso de plumavit una moneda, como se muestra en la imagen A, y ubícate de forma que puedas ver la moneda que está en el borde del vaso. Muévete un poco más abajo, como se muestra en la imagen B; la idea es que ahora no puedas ver la moneda. Agrega agua poco a poco al vaso y observa lo que sucede. ¿Cómo puedes explicar lo sucedido? A

A

A

B

B

ANALIZA

2. Con respecto al modelo corpuscular de la luz planteado por Newton y el modelo ondulatorio definido por Huygens, ¿cuál de los dos modelos es correcto? Explica.

DISEÑA

3. Diseña un experimento en el que puedas evidenciar el fenómeno de reflexión de la luz. Incluye los siguientes puntos: ɔ Problema de investigación. ɔ Hipótesis. ɔ Materiales. ɔ Procedimiento experimental. ɔ Resultados esperados.

EXPLICA

4. ¿Qué sucede cuando se hace incidir luz sobre un CD? Explica basándote en las características de la luz y sus propiedades.

CREA

5. Realiza una línea de tiempo en la que incluyas los hitos más importantes sobre el desarrollo del concepto de luz a lo largo de la historia. Usa algún programa, como Dipity, Rememble, Our Timelines u otro que tú conozcas.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

69

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 4: La luz y sus aplicaciones

Curso:

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 4, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. APLICA

1. Se ubica un objeto frente a un espejo, como se muestra en la imagen. ¿En qué posición se refleja correctamente? Espejo A'

Objeto

A''

Material fotocopiable

A'''

COMPRENDE

2. Cuando la luz blanca incide sobre una flor de color rojo, ¿qué colores son absorbidos por la flor y cuáles son reflejados? Explica.

REPRESENTA

3. Realiza un esquema de la dispersión cromática de la luz blanca, indicando el orden en que se dispersan los colores.

ANALIZA

4. ¿Dónde se debe ubicar un espejo y de qué tipo debe ser para que se forme la imagen que se muestra en el siguiente esquema? Justifica tu respuesta. Imagen Objeto

EXPLICA

5. Completa la siguiente tabla, marcando las características de la imagen que se forma en cada caso. Caso Un objeto ubicado más allá del foco, frente a una lente convergente. Un objeto ubicado entre el foco y una lente convergente. Un objeto ubicado más allá del foco, frente a una lente divergente. Un objeto ubicado entre el foco y una lente divergente.

70

Unidad 2 ∙ La luz

Real

Virtual

Derecha Invertida

De mayor tamaño

De igual tamaño

De menor tamaño

Diferentes ritmos de aprendizaje

Nombre:

Lección 4: La luz y sus aplicaciones

Curso:

Fecha:

Para profundizar los aprendizajes de la lección 4, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. APLICA

1 2 Material fotocopiable

Ficha de profundización

1. Realiza el esquema del reflejo de la siguiente palabra en un espejo plano.

LUZ ANALIZA

2. Cuando la luz blanca incide sobre una superficie blanca refleja todos los colores y así podemos ver los objetos blancos. ¿Qué sucederá cuando la luz incide sobre una superficie negra?, ¿qué colores son absorbidos y cuáles son reflejados?

APLICA

3. Describe cómo se forma un arcoíris, indicando las condiciones que se deben cumplir para que ocurra este fenómeno y la función que cumplen las gotas de agua.

EVALÚA

4. Fabián realiza un esquema de rayos notables para ubicar la imagen formada al poner un objeto frente a un espejo convexo. ¿Es correcto el esquema realizado por Fabián? De no estar bien, corrígelo.

O

APLICA

C

Material fotocopiable

Espejo

F

5. Usando los rayos notables, dibuja la imagen que se forma al ubicar un objeto frente a una lente divergente, como se muestra a continuación.

F

F'

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

71

Desafío complejo

Curso:

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz?

Fecha:

¿Podemos comprobar experimentalmente el comportamiento ondulatorio de la luz? Objetivo: Comprobar el comportamiento ondulatorio de la luz, mediante el experimento de doble rendija. Habilidades: Identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones. Actitudes: Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Un estudiante quiere hacer un experimento que les permita comprobar el comportamiento ondulatorio de la luz. Luego de investigar, decide recrear el experimento de doble rendija realizado por Young, pero no sabe cómo realizarlo. ¿Cómo podrías tu replicar este experimento?

DESARROLLO

Realiza la siguiente actividad, la cual te permitirá responder la pregunta planteada al inicio. Para replicar el experimento realizado por Young debes proponer un desarrollo experimental. A continuación te proponemos algunos pasos para realizarlo. 1. Primero debes plantear un problema de investigación, que en este caso debe tener relación con el comportamiento ondulatorio de la luz. 2. Plantea una hipótesis de trabajo. Recuerda que debe responder al problema de investigación y que será puesta a prueba luego en el experimento. 3. Identifica los materiales que necesitarás. En este caso debes incluir: una fuente de luz (puede ser un láser o una linterna, recuerda que debes lograr un haz de luz); una doble rendija, que deberás construir, recuerda que deben ser rendijas finas, puedes hacer una rendija en una cartulina y luego dividirla con un hilo delgado. Y finalmente, una pantalla para proyectar la luz. 4. Propón un procedimiento para llevar a cabo el experimento. Debes considerar los siguientes aspectos: señala todas las indicaciones para desarrollar el experimento, por ejemplo las condiciones de luminosidad del lugar. Indica los pasos a seguir para realizar el montaje del experimento, señalando dónde ubicar cada elemento y de qué forma. Detalla todos los pasos que se deben seguir para desarrollar la experiencia y lograr proyectar en la pantalla el patrón de interferencia. Recuerda que las instrucciones deben ser claras, para que otra persona pueda replicarlas. 5. Luego de realizar todo lo anterior, te proponemos probar tu experimento propuesto. Con esto puedes verificar si lo planteado en el desarrollo experimental tiene dificultades y si debes modificar algo. Además, podrás evidenciar lo sucedido en el experimento de la doble rendija realizado por Young.

CIERRE

72

Unidad 2 ∙ La luz

A partir de la actividad y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. ¿Con el experimento pudiste verificar o refutar la hipótesis que te propusiste? b. ¿Qué conclusión puedes dar a partir de lo evidenciado en el experimento? c. ¿Cómo el experimento de doble rendija de Young evidencia el comportamiento ondulatorio de la luz? Explica. d. Al realizar la actividad anterior, ¿qué fue lo que más te costó? e. ¿Qué otros problemas de investigación podrías proponer a partir del experimento de doble rendija de Young? f. ¿Qué fue lo que más te llamó la atención en la actividad realizada?

Desafío complejo Curso:

1 2

Fecha: Material fotocopiable

Nombre:

Lección 4: La luz y sus aplicaciones

¿Cómo funciona el ojo humano en la percepción del color y del movimiento? Objetivo: Analizar el funcionamiento del ojo en la percepción del movimiento y del color. Habilidades: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones apoyadas en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Las células fotorreceptoras que permiten la visión del ojo humano son los conos y los bastones, ubicados en la retina. Los bastones perciben muy bien el movimiento, pero no el color; por suerte trabaja en conjunto con los conos que perciben con gran agudeza el color. En el centro de la parte posterior del ojo hay una zona de cerca de un milímetro de diámetro, llamada fóvea, que solo contiene conos, y cuando la luz que llega a este pequeño sector, proporciona la definición más precisa del color. De los 360° del campo que nos rodea, menos de la mitad corresponde a nuestro campo visual y tan solo 2° corresponde a lo que podemos ver en colores. A partir de lo anterior, ¿qué tan amplio crees que será tu campo visual con respecto al color y al movimiento?

DESARROLLO

Realiza la siguiente actividad experimental, la cual te permitirá evidenciar algunos de los fenómenos que te ayudarán a responder la pregunta planteada al inicio. 1. En grupos de cinco estudiantes reúnan los siguientes materiales: un pliego de cartulina blanca, una regla de 30 cm, un plumón, tres palos de maqueta de 20 cm, cinta adhesiva y tres círculos de cartulinas de diferentes colores, de 2 cm diámetro. 2. Dibujen en el borde superior una línea recta, de manera que el centro de esta coincida con el 0°. Y justo debajo de los 0°, marquen una X. 3. Luego, considerando que 2,5 cm corresponden a 10° aproximadamente, realicen una graduación hacia ambos lados de la X, hasta llegar a los 120° en ambos lados. 4. En la punta de cada uno de los palos de maqueta pega un círculo de cartulina de color. 5. Uno de los integrantes del grupo debe sostener la cartulina frente a sus ojos, rodeando su cara, a unos 30 cm de distancia. Otro de los integrantes del grupo debe escoger uno de los palos con los círculos de cartulina, pero no debe decir su color. 6. Comenzando desde los 120° se debe mover el palo de maqueta lentamente, pasando por todas las marcas de la cartulina hacia el centro, con el círculo de color hacia adelante, moviéndolo entre la línea graduada y el punto X. Cuando el compañero que sostiene la cartulina vea el palo, otro integrante debe registrar la medida en grados de la ubicación donde lo vio, y cuando distinga el color también deben registrarlo. Repitan el procedimiento con ambos ojos. Luego intercambien de roles, y realicen mediciones para todos los integrantes del grupo. Realicen una tabla con la información recogida. 7. Es muy importante que quien sostenga la cartulina siempre tenga la vista fija en la X, ya que si enfoca hacia los lados, no se obtendrán los resultados esperados.

CIERRE

A partir de la actividad y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. ¿Los resultados fueron los mismos para cada uno de los integrantes del grupo? ¿A qué crees que se deben las diferencias, si las hubieron? Explica. b. En relación con la ubicación de la fóvea, ¿por qué crees que vemos primero el movimiento que el color? c. ¿Qué fue lo que más te llamó la atención al realizar esta actividad?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

73

Evaluación Unidad 2

LA LUZ

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Fecha:

Selección múltiple Responde las siguientes preguntas marcando la alternativa correcta. 1. ¿Cuál de los siguientes fenómenos podría ocurrir en una reflexión especular? I. Los rayos que llegan a una superficie no forman una imagen al reflejarse. II. El rayo incidente y el reflejado, forman el mismo ángulo con respecto a la superficie. III. Dos rayos que llegan paralelos a una superficie, se reflejan en todas las direcciones. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. Solo I y III E. Solo II y III 2. Jaime tiene que realizar un experimento en el que muestre la reflexión difusa de la luz. ¿Cuál de las siguientes superficies no debe utilizar? I. Una lija. II. Un espejo. III. Una hoja de papel. A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo II y III E. I, II y III 3. A partir de la reflexión de un macetero en un espejo cóncavo, ¿cuál o cuáles de los siguientes rayos ayudan a formar la imagen resultante? I. Rayo que viaja paralelo al eje óptico y que la proyección de su reflexión pasa por el foco. II. Rayo incidente cuya prolongación pasa por el foco, y que se refleja paralelo al eje óptico. III. Rayo incidente cuya prolongación pasa por el centro de curvatura y se refleja sobre sí mismo. A. Solo III B. Solo I y II C. Solo I y III D. Solo II y III E. I, II y III

74

Unidad 2 ∙ La luz

4. ¿Qué características tendrá la imagen producida en la situación que se muestra?

Espejo plano Objeto

A. Virtual, derecha y del mismo tamaño. B. Virtual, invertida y del mismo tamaño. C. Virtual, derecha y de menor tamaño. D. Real, invertida y del mismo tamaño. E. Real, invertida y de menor tamaño. 5. ¿Cómo deben reflejarse los rayos solares que inciden en la superficie de una cocina solar para permitir que se cocinen los alimentos? A. Refractándose. B. De manera difusa. C. De forma divergente. D. Convergiendo en el foco. E. Pasando por el centro de curvatura. 6. Un espejo convexo utilizado comúnmente, es el espejo retrovisor de los automóviles. ¿Cuáles de las siguientes características le corresponden? A. Es cóncavo. B. Forma una imagen virtual. C. Forma una imagen invertida. D. Forma una imagen de mayor tamaño. E. Los rayos refractados producen la imagen.

7. Un rayo de luz entra como se muestra en el siguiente esquema a un cubo de cristal, cuyo índice de refracción es 2. 90º

¿Qué sucede con el rayo de luz? A. Experimenta una reflexión total. B. Aumenta al doble su velocidad. C. Se desvía y aumenta su velocidad. D. Se desvía y su velocidad permanece constante. E. No se desvía y su velocidad disminuye a la mitad. 8. Samuel hace incidir un haz de luz en una lente convergente, ¿cómo se comportan los rayos de luz al atravesar la lente? A. Convergen en el foco principal. B. Convergen entre el vértice y el foco. C. Convergen hacia el centro de curvatura. D. Divergen y su proyección pasa por el foco. E. Divergen y su proyección pasa por el vértice. 9. Para fabricar un telescopio de refracción, como el utilizado por Galileo, ¿qué elementos ópticos se necesitan ubicar en cada uno de los puntos?

1

2

A. 1: espejo cóncavo; 2: espejo cóncavo. B. 1: lente divergente; 2: lente divergente. C. 1: lente convergente; 2: lente convergente. D. 1: espejo cóncavo; 2: lente divergente. E. 1: lente convergente; 2: espejo convexo.

10. Un microscopio se construye con una lente llamada objetivo y otra lente denominada ocular. Con respecto a este instrumento, ¿cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta(s)? I. Ambas lentes son convergentes. II. La imagen formada por la lente objetivo sirve de objeto para la lente ocular. III. Las imágenes que forman el ocular y el objetivo son del mismo tamaño. A. Solo III B. Solo I y II C. Solo I y III D. Solo II y III E. I, II y III 11. ¿Cuál(es) de las siguientes acciones puede realizar el ojo humano? I. Enfocar objetos. II. Modificar el tamaño de los objetos. III. Regular la cantidad de luz entrante. A. Solo I B. Solo III C. Solo I y II D. Solo I y III E. Solo II y III 12. Marcelo describió una parte del ojo humano que transforma la energía lumínica en impulsos nerviosos que son enviados a través del nervio óptico al cerebro. ¿De qué estructura del ojo está hablando Marcelo? A. La pupila. B. La retina. C. La córnea. D. El cristalino. E. El nervio óptico. 13. ¿Cuál de las siguientes características comparten las ondas electromagnéticas y las sonoras? A. Transportan energía. B. Son ondas mecánicas. C. Son ondas estacionarias. D. Son ondas longitudinales. E. Se propagan en el vacío.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

75

Material fotocopiable

2 1

Material fotocopiable

Evaluación Unidad 2

LA LUZ

14. Carla revisa las características de una parte del espectro electromagnético, en que las ondas tienen una longitud de onda que fluctúa entre los 400 y 700 nm, y además producen dispersión cromática. ¿A qué tipo de radiación corresponde? A. Luz visible. B. Rayos gamma. C. Ondas de radio. D. Rayos infrarrojos. E. Rayos ultravioleta. 15. Con respecto a la radiación infrarroja, ¿cuál de las siguientes opciones la describe correctamente? A. Es perceptible a simple vista. B. Es emitida por cuerpos a elevada temperatura. C. Se utiliza en aparatos como la radio y la televisión. D. Su longitud de onda es menor que la de la luz visible. E. Es altamente peligrosa por su poder de penetración. 16. ¿Cómo es el funcionamiento de un radar? A. Emite ondas mecánicas y registra su reflexión. B. Emite ondas mecánicas y registra su refracción. C. Emite ondas electromagnéticas y registra su reflexión. D. Emite ondas electromagnéticas y registra su absorción. E. Emite ondas electromagnéticas y registra su refracción. 17. ¿Cuál de los siguientes aparatos tecnológicos emiten y reciben ondas electromagnéticas? A. Reproductor MP3. B. Rayo láser. C. Microondas. D. Control remoto. E. Teléfono celular. 18. ¿Qué fenómeno asociado a la luz permitió tomar fuerza a la teoría ondulatoria de Huygens? A. Reflexión. B. Refracción. C. Interferencia. D. Propagación. E. Formación de sombras.

76

Unidad 2 ∙ La luz

19. ¿Cuál de los siguientes fenómenos es propiedad exclusiva de las ondas electromagnéticas? A. Se propagan en línea recta. B. Se detienen ante un obstáculo. C. Pueden propagarse en el vacío. D. Son capaces de rodear un obstáculo. E. Pueden atravesar un medio material. 20. ¿Qué teoría relaciona los fenómenos de electricidad y de magnetismo, con el concepto de luz? A. La teoría corpuscular de Newton. B. La teoría ondulatoria de Huygens. C. La teoría de la mecánica cuántica. D. La teoría electromagnética de Maxwell. E. La teoría de la dualidad onda-partícula. Desarrollo Responde las siguientes preguntas de desarrollo en una hoja en blanco. 21. Ubica, mediante el uso de rayos notables, la imagen de la flecha que se muestra en el siguiente esquema. Considera que la flecha está ubicada frente a un espejo cóncavo, sobre el eje óptico y entre el centro de curvatura y el foco.

C

O

F

22. Describe mediante un esquema cómo se forman las imágenes en un telescopio reflector, como el inventado por Newton. Señala el tipo de lentes y/o espejos utilizados y su ubicación en el telescopio.

2 26. Realiza un esquema de la dispersión cromática de la luz en un prisma, indicando el nombre de los distintos colores que se obtienen.

Luz blanca Prisma

27. Describe al menos tres fenómenos naturales que permitan argumentar a favor de la teoría corpuscular de la luz formulada por Newton.

24. ¿Por qué una lupa aumenta el tamaño de la imagen de un objeto observado a través de ella? Realiza un esquema que explique lo anterior.

28. Para comprobar la refracción de la luz cuando pasa de un medio a otro, realiza lo siguiente: a. Plantea un problema de investigación. b. Propón una hipótesis de trabajo. c. Crea un diseño experimental para comprobar tu hipótesis. d. Explica los resultados que esperas obtener. 29. Compara la definición de luz planteada por Newton con la propuesta por Huygens. 30. Explica la principal diferencia del concepto de luz entre la teoría electromagnética y la teoría planteada por la mecánica cuántica.

25. Completa la siguiente tabla con las diferencias y semejanzas entre las ondas electromagnéticas y las ondas sonoras. Ondas electromagnéticas

Ondas sonoras

Diferencias

Semejanzas

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

77

Material fotocopiable

23. Realiza un esquema de la trayectoria de los rayos que inciden, paralelos al eje óptico, en una lente convergente y en una divergente.

Solucionario Unidad 2

LA LUZ

Texto del estudiante Inicio de unidad (Página 67) 1. Debido a que se refleja en la superficie del agua, esto genera una reflexión directa y la imagen del volcán se invierte. 2. Ocurre cuando un rayo de luz blanca incide en un ángulo distinto de 0° sobre una gota de agua atmosférica, haciendo que este se refracte y se refleje. 3. Algunos instrumentos ópticos son los binoculares, la cámara fotográfica de la tablet, los anteojos y los focos del auto. Activa tus aprendizajes previos (Páginas 68 a 70) Contaminación lumínica en Chile (Página 68) ɔ Algunas nociones presentes en la noticia son: contaminación lumínica, difusión de la luz y propagación de la luz, entre otros. ɔ La pérdida de la visibilidad de los cielos nocturnos y la posible alteración en el ciclo biológico de las personas. Telescopio de espejo líquido en la Luna (Página 69) Algunos conceptos presentes en el texto son: reflexión, espejo, telescopio y espejo parabólico. ¿Cómo se mueve la luz? (Página 69) Una probable hipótesis es: “la luz es conducida al interior de la fibra óptica, debido a múltiples reflexiones que se producen en su interior”. Analizando procedimientos científicos (Página 70) Pamela y Felipe deberían repetir el experimento y/o tratar de encontrar una explicación.

Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? Me preparo para aprender (Página 72) a. Algunos conceptos son: propagación de la luz, fuente luminosa y propagación rectilínea. b. La reflexión, la refracción, la difracción, entre otras. Sintetiza y reflexiona (Página 75) ɔ Primer punto a. Huygens planteaba con su modelo que la luz se comportaba como una onda, debido a su propagación y a que experimentaba reflexión. Es importante mencionar que Huygens pensaba que la luz era una onda longitudinal, igual que el sonido. Newton planteaba con su modelo que la luz estaba compuesta por pequeñas partículas (corpúsculos). b. En el caso del modelo de Huygens, este explicaba la propagación y la reflexión de la luz; en el caso del modelo de Newton, este explicaba la propagación y la reflexión, pero no pudo explicar satisfactoriamente la refracción y la difracción. 78

Unidad 2 ∙ La luz

ɔ Segundo punto a. El conocimiento en ciencias es el resultado del trabajo colaborativo de pensadores y científicos. Muchos de los aportes de estos, han trascendido su época y sus estudios han sido continuados por otros científicos. b. El modelo dual es el resultado de siglos de investigaciones y estudios, por lo que no podría haber surgido sin los estudios que lo precedieron. c. La concepción de la luz de Maxwell es de una onda electromagnética. Si bien la mecánica cuántica recoge dicha noción, también integra aspectos del modelo corpuscular, propuesto inicialmente por Newton, pero reintroducido por Einstein, Millikan y Bohr, entre otros. Taller de estrategias (Página 79) Aplicación y práctica a. Una imagen nítida se consigue cuando la habitación en donde se encuentra la caja está en penumbras y se dirige el agujero de la cámara hacia una fuente de luz, como una ventana. b. El fenómeno involucrado es la propagación rectilínea de la luz. c. Porque una vez que los haces de luz atraviesan el agujero, continúan viajando en línea recta. De este modo, un haz de luz que proviene de la parte superior del objeto pasará por el orificio y llegará a la parte inferior de la pantalla de la caja. Del mismo modo, un haz proveniente de la parte inferior del objeto pasará por el agujero y llegará a la parte superior de la pantalla de la caja, formándose una imagen invertida. d. Para lograr que la imagen se vea derecha se puede utilizar una lente y/o prisma. Reflexiona (Página 80) Las evidencias y su obtención forman parte fundamental del proceso científico. Actividad: ¿Qué sucede con un rayo de luz cuando llega a un espejo? (Página 81) a. Una línea recta. b. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Actividad: ¿Por qué al sumergir una cuchara en un vaso con agua, su imagen se distorsiona? (Página 82) a. La trayectoria se mantuvo inalterada. b. Distinto. c. La imagen de una cuchara se distorsiona debido a que la luz cambia de dirección.

2 1 Actividad: ¿Cómo se puede observar la difracción de la luz? (Página 83) a. Se debería observar una serie de franjas verticales en la luz que pasa a través de los dedos. b. Algunas preguntas que pueden surgir son: ¿por qué sucede este fenómeno?, ¿cómo se explica la presencia de las franjas? c. El fenómeno se explica debido a la difracción que experimenta la luz al pasar a través de los dedos. La aparición de las franjas se debe a la alternancia entre las zonas de interferencia destructiva y constructiva. Integra y sintetiza (Página 85) ɔ Si bien un mapa conceptual es una construcción individual, el que se solicita debe incluir nociones como la evolución de los modelos explicativos de la luz, el espectro electromagnético y las propiedades ondulatorias de la luz. ɔ Respecto de las propiedades comunes entre el sonido y la luz, ambas son ondas viajeras que experimentan reflexión, refracción y difracción. Sin embargo la luz, a diferencia del sonido, es una onda transversal, por lo que experimenta el fenómeno de polarización. Además, la luz no requiere de un medio material para propagarse. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 86 y 87) 1. La imagen de la bombilla se distorsiona en el agua debido a la refracción que experimenta la luz. 2. Ambos modelos explican la naturaleza de la luz, y fenómenos como la propagación rectilínea y la reflexión. Sin embargo, el modelo propuesto por Newton plantea que la luz está conformada por pequeñas partículas y el de Huygens, que la luz es una onda. 3. Juan debe iluminar sobre el punto A, para que Martina observe la luz reflejada en la superficie. 4. Cristián se equivocó al completar la tabla, dado que la luz no es una onda longitudinal, sino que transversal. Además, le faltó mencionar que la luz es una onda viajera, tridimensional y que experimenta difracción y polarización. 5. La rapidez de la luz fue determinada por:

Algunos hitos del estudio de la luz Los primeros modelos formales fueron propuestos por:

Newton

Huygens

Roemer

Fizeau

Su idea principal fue validada por Thomas Young.

Quien utilizó el cambio en la distancia entre la Tierra y las lunas de Júpiter.

Para lo cual desarrolló un sistema mecánico.

Respecto de la luz, James Maxwell propuso:

Que la luz es una onda electromagnética

Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño Logrado Medianamente logrado Por lograr

Actividad sugerida Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor. Realiza nuevamente las actividades de las páginas 75 y 80. Realiza nuevamente las actividades de las páginas 75, 80 y 85.

Lección 4: La luz y sus aplicaciones Me preparo para aprender (Página 88) a. Algunos conceptos presentes en el procedimiento son: propagación rectilínea de la luz y refracción. b. Porque dicho rayo de luz no está compuesto por más colores. Investiga (Página 89) Los filtros de colores son superficies transparentes, de vidrio o papel celofán, que se ubican entre el objeto y el observador para que absorban la luz de determinadas frecuencias. Actividad: ¿Qué cambios experimenta la imagen de un objeto cuando se refleja en un espejo curvo? (Página 91) a. Al reflejar la imagen en el lado convexo de la cuchara, la imagen que se obtiene es virtual, más pequeña y derecha respecto del objeto. Al reflejarse por el lado cóncavo es posible observar más de una situación. En una de ellas (cuando la persona se sitúa lejos de la cuchara) la imagen que se forma es real, más pequeña e invertida respecto del objeto. b. Los rayos de luz reflejados sobre la cuchara, cuando está por la cara cóncava, se invierten. Taller de estrategias (Páginas 92 y 93) Aplicación y práctica a. La mayoría de los haces de luz reflejados convergen en un mismo punto. Sin embargo, puede darse el caso de que algunos de ellos no converjan debido a que la curvatura del espejo no es perfecta, ya que está formado por una serie de pequeños espejos planos. b. Un espejo, perfectamente curvo, tiene un único punto focal. c. El ancho de los espejos influye de manera significativa en la ubicación precisa del punto focal. Mientras más angostos sean los espejos, el punto focal podrá ser localizado más fácilmente. d. Dos posibles mejoras en la actividad son disminuir el ancho de los espejos planos y aumentar el radio de curvatura del espejo compuesto.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

79

Solucionario Unidad 2

LA LUZ

Aplica (Página 94) a. El procedimiento que deben realizar Fernanda y Sebastián es el trazado de rayos notables. b. Objeto C

F

Imagen virtual, derecha y de mayor tamaño

4. a.

F F

Imagen real, invertida y de igual tamaño

b.

Crea (Página 97) En la posición I se debe ubicar una lente convergente y en la posición II uno divergente. Desafío (Página 99) La imagen tendría que estar situada a 2f a la derecha de la lente. Su orientación debería ser derecha y su tamaño tendría que ser el mismo que el del objeto. Investiga y sintetiza (Página 103) ɔ Existen muchas especies animales que perciben en un espectro diferente al de los humanos. Por ejemplo, las serpientes pueden percibir en el espectro infrarrojo e insectos, como las abejas, perciben en espectro ultravioleta. Es importante que la investigación dé cuenta no solo del espectro en el que la especie animal percibe “la luz”, sino tambien de las características de su órgano receptor de este tipo de radiación electromagnética. ɔ Si bien un mapa conceptual es una construcción individual, el que se solicita debe incluir nociones como la formación de colores, la formación de imágenes en espejos y lentes y las principales aplicaciones de este tipo de tecnología. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 104 y 105) 1. Viviana observará la imagen en el punto C. 2. La explicación dada por Edgardo a su hermano es incorrecta. La explicación correcta es que la hoja absorbe todos los colores del espectro, excepto el color verde, el cual es reflejado. 3. Alternativa B.

80

Unidad 2 ∙ La luz

C

Objeto

C

F

5. a.

F

Fʼ

b.

Fʼ

Fʼ

2 Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 94 y 97.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 94, 97, 99 y 103.

Consolida tus aprendizajes (Páginas 110 a 113) 1. a. La luz es una onda transversal que se propaga en forma rectilínea. b. Debido a la refracción, esto sucede debido a un cambio en la velocidad de luz. c. El índice de refracción corresponde a un valor adimensional que depende de las características específicas de un medio por el cual se propaga la luz. 2. a. El ángulo de refracción es mayor que el ángulo de incidencia. b. La relación entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción no es lineal. c. Aproximadamente en 60°. 3. a. 2,25 · 108 m/s b. n = 5 4. a. Se puede decir que los datos fueron registrados con rigurosidad, ya que permiten establecer una conclusión entre dos variables. b. Esto se debe a que el rayo es reflejado íntegramente por la superficie interna del volumen de agua. 5. Sobre el punto S. 6. La respuesta de Fernanda es incorrecta. El orden correcto es: VA> VV>VD. 7. La imagen corresponderá a la figura Y. 8. La mamá de Joaquín tiene miopía, por lo que necesita utilizar unas gafas con cristales divergentes. 9. La imagen siempre será virtual, de menor tamaño que el objeto y en orientación derecha. 10. a. Una lente convergente. b. Entre el foco y la lente.

Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño Actividad sugerida Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las evaluaciones de las páginas 86 y 104.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 75, 94, 97. Además, las evaluaciones de las páginas 86 y 104.

Guía didáctica del docente Ficha de refuerzo - Lección 3 (Página 68) 1. Normal

Luz

i

i>r

Aire r

Agua

2. Modelo corpuscular: la luz está compuesta de diminutas partículas (corpúsculos) emitidas desde una fuente luminosa. Los corpúsculos actúan como pequeños proyectiles que se mueven en línea recta. Modelo ondulatorio: la luz se comporta como una onda longitudinal que viaja con una trayectoria rectilínea. 3. El fenómeno responsable de lo planteado es el de reflexión. Ciertos rangos de frecuencias del espectro visible de la luz se reflejan de manera difusa sobre nuestros cuerpos (dependiendo de la característica de la superficie que tocan) y llegan al espejo, donde vuelven a reflejarse e inciden en nuestros ojos. 4. El mapa conceptual dependerá de cada estudiante, sin embargo, debe contener al menos los conceptos esenciales de la lección y estos deben estar relacionados correctamente.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

81

Solucionario Unidad 2

LA LUZ 3.

5. Christian Huygens

Modelo ondulatorio.

Isaac Newton

Modelo corpuscular.

Christensen Roemer

Primera medición rigurosa de la velocidad de la luz.

Thomas Young

Difracción e interferencia: experimento de la doble rendija.

Augustin Fresne

Lentes e interferencia.

Armand Hippolyte Fizeau

Medición de la velocidad de la luz.

James Clerk Maxwell

Teoría electromagnética.

Heinrich Hertz

Demostró la teoría electromagnética.

Niels Bohr

Modelo atómico que permitió comprender cómo se producía la luz.

Ficha de profundización - Lección 3 (Página 69) 1. Debido al fenómeno de refracción. 2. Ninguno es más correcto que el otro, sino que se aceptan ambos y se le asigna un comportamiento de onda o de partícula, según la situación que esté siendo estudiada. 3. Los experimentos propuestos dependerán de cada estudiante. Deben incluir los puntos solicitados y permitir evidenciar el fenómeno de reflexión de la luz. Un posible experimento es comprobar la ley de reflexión, apuntando con diferentes ángulos un láser un espejo. 4. Se produce la descomposición de la luz, por el fenómeno de interferencia. 5. Sus estudiantes deben incluir en la línea de tiempo los hitos más importantes sobre el desarrollo del concepto de luz, utilizando algún programa tecnológico, como los propuestos. Ficha de refuerzo - Lección 4 (Página 70) 1. Espejo

Objeto

A''

Luz visible

R N A V A V Pantalla

4. Se debe ubicar un espejo cóncavo en el lugar que se indica en el siguiente esquema:

Imagen Objeto

C

F

5. Caso

Real

Un objeto ubicado más allá del foco, frente a una lente convergente.

X

Virtual

Derecha Invertida

De mayor tamaño

De igual tamaño

De menor tamaño

X

Un objeto ubicado entre el foco y una lente convergente.

X

X

Un objeto ubicado más allá del foco, frente a una lente divergente.

X

X

X

Un objeto ubicado entre el foco y una lente divergente.

X

X

X

X

Ficha de profundización - Lección 4 (Página 71) 1.

LUZ LUZ

Espejo

2. La superficie de la flor refleja solo la luz roja que vemos, absorbiendo el resto del espectro de la luz visible. 2. La superficie negra absorbe todos los colores contenidos en el espectro visible de la luz y no habrá luz reflejada que llegue al ojo humano, percibiendo este el objeto como negro (ausencia de luz).

82

Unidad 2 ∙ La luz

2 3. El arcoíris es una dispersión cromática que se da en la naturaleza. El arcoíris se forma cuando un haz de luz (blanca) incide en las partículas de agua en la atmósfera, y es reflejado y refractado por estas. 4. No es correcto el esquema de Fabián. El esquema corregido debería ser como el siguiente:

1 3 O

2 C

c. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas, ya que dependen de su opinión personal y de lo observado en la experiencia.

F

5.

F’

O

Desafío complejo - Lección 4 (Página 73) a. Los resultados de sus estudiantes serán variados, lo que se debe a las características de la visión de cada uno. b. La fóvea es un área especializada en la percepción del color, debido a la predominancia casi absoluta de conos. Los bastones son predominantes en casi la mayoría de la retina y nos permiten detectar el movimiento. Se observa el movimiento antes que el color, ya que la luz llega primero a la retina, después a la fóvea.

F

Desafío complejo - Lección 3 (Página 72) a. Sus estudiantes deben generan explicaciones que relacionen la hipótesis con los resultados obtenidos, a partir de las observaciones. b. La respuesta de sus estudiantes debería enfocarse en que la luz tiene un comportamiento ondulatorio. c. Debido a que la luz experimenta difracción e interferencia. d. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas. e. Algunos problemas que pueden proponer sus estudiantes son: ¿La luz viaja en línea recta?, ¿es posible identificar los picos y los valles de la onda electromagnética? f. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de sus intereses y de lo observado.

Evaluación Unidad 2 (Páginas 74 a 77) 11. D 1. B 12. B 2. B 13. A 3. E 14. A 4. A 15. B 5. D 16. C 6. B 17. E 7. E 18. C 8. A 19. C 9. C 20. D 10. B 21.

C

22. Espejo plano

O

F

Espejo curvo

Foco

Lente ocular

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

83

Solucionario Unidad 2

LA LUZ

23.

26. Rayos incidentes

Rayos refractados Luz visible

R N A V A V

Foco virtual F

F’

Pantalla Rayos incidentes

Rayos refractados

Eje óptico F

F’

24. La lupa (lente convergente) aumenta el tamaño del objeto, como se indica en el esquema. Imagen virtual

27. Sus estudiantes pueden describir los siguientes fenómenos: la formación de las sombras, la reflexión y el efecto fotoeléctrico. 28. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas, pero es importante que estén orientadas a demostrar la refracción de la luz. Una posible respuesta podría ser: a. ¿Qué sucederá con el haz de un puntero láser al pasar a otro medio? b. Su trayectoria cambiará producto de la refracción. c. Diseño experimental: Materiales: puntero láser, vaso de agua y leche. Procedimiento: Adicionar unas gotitas de leche al vaso de agua para apreciar de mejor manera el fenómeno. Hacer incidir el haz de luz en la superficie del agua. d. Los posibles resultados son que, si el haz de luz no incide de forma perpendicular, su trayectoria se verá alterada por el fenómeno de refracción. 29. Tabla comparativa. Teoría ondulatoria Propagación Rectilínea

25.

Medio

Necesita medio material, éter.

No necesita medio para propagarse.

Fenómenos explicados.

Reflexión Refracción

Reflexión

Vibración

Longitudinal

(No es onda)

Ondas sonoras

Semejanzas

Ambas ondas transportan energía, pueden ser viajeras o estacionarias, viajan en línea recta y experimentan los fenómenos de reflexión, refracción, difracción y absorción.

30.La teoría electromagnética de Maxwell verifica en su tiempo el comportamiento ondulatorio de la luz y las otras zonas del espectro. Por otra parte, en la teoría planteada por la mecánica cuántica sugiere un modelo dual del comportamiento de la radiación y materia.

Unidad 2 ∙ La luz

ple

it a l

84

u rs o d i g

com

Recursos digitales complementarios Las respuestas de los recursos digitales complementarios las encontrará en documento informativo de cada RDC, en la sección “Apoyo al docente”.

io

Son transversales. Viajan en el vacío.

ment

ar

Son longitudinales. Necesitan un medio material para propagarse.

Diferencias

Rec

Ondas electromagnéticas

Teoría corpuscular Rectilínea

2 Bibliografía Disciplinar Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? ɔ Ben-Dov, Y. (1999). Invitación a la Física. Barcelona: Editorial Andrés Bello. ɔ Born, M. y Wolf, E. (1999). Principles of Optics. Electromagnetic Theory of Propagation, Interference, and Diffraction of Light. Inglaterra: Cambridge University Press. ɔ Coleman, J. (1965). La relatividad y el hombre común. Buenos Aires: Editorial Sudamericana. ɔ Einstein, A. y Infield, L. (1961). La física aventura del pensamiento. Buenos Aires: Editorial Lozada. Lección 4: La luz y sus aplicaciones ɔ Cornejo, A. y Urcid, G. (2006). Óptica geométrica. Resumen de conceptos y fórmulas. Parte I. México: Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. ɔ Hecht, E. (2001). Óptica. México: Pearson Educación. ɔ Tipler, P. (2010). Física para la ciencia y la tecnología. Volumen 2. Barcelona: Editorial Reverté S. A. Didáctica Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? ɔ Cañizares, M. (2005). Una experiencia de utilización de simulación informática en la enseñanza secundaria. Revista Educatio Siglo XXI.

ɔ Criado, A., Cid, R. y García-Carmona, A. (2007). La cámara oscura ɔ ɔ ɔ ɔ

en la clase de ciencias: fundamento y utilidades didácticas. Revista Eureka sobre la enseñanza y divulgación de las ciencias, 1(4). Driver, R., Guesne, E. y Timberghien, A. (1999). Ideas científicas en la infancia y la adolescencia. España: Ediciones Morata. Grau, V. (2013). Una experiencia acerca de la enseñanza de la óptica para el profesorado de primaria. IX Congreso Internacional sobre investigación en didáctica de las ciencias. Osuna, L. (2005). La enseñanza de la luz y la visión con una estructura problematizada: propuesta de secuencia y puesta a prueba de su validez. Enseñanza de las ciencias, VII Congreso. Perales, F. (1994). Enseñanza de la óptica. Revista Alambique: didáctica de las ciencias experimentales, 1.

Lección 4: La luz y sus aplicaciones

ɔ Carreras, C. Yuste, M. y Sánchez, J. P. (2007). La importancia del ɔ ɔ

trabajo experimental en física: un ejemplo para distintos niveles de enseñanza. Revista Cubana de Física. Osuna, L. (2007). Planificando la enseñanza problematizada: el ejemplo de la óptica geométrica en educación secundaria. Didáctica de las ciencias experimentales. España: Universidad de Alicante. Pérez, E. Falcon, N. y Alcaya, C. (2010). Prototipos experimentales orientados al aprendizaje de la óptica. Revista ciencias de la educación.

Webgrafía Disciplinar Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? ɔ Espectro electromagnético y espectrometría. http://www.espectrometria.com/espectro_electromagntico ɔ Desarrollo de la óptica desde un enfoque científico. http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ ciencia2/32/html/sec_8.html ɔ Arte óptico, con el cual podrá sorprender a sus estudiantes al engañar su sentido de la vista. http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/opart-e.html ɔ Propagación de la luz y sus propiedades ondulatorias. http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/ repositorio/3000/3236/html/index.html Lección 4: La luz y sus aplicaciones

ɔ Comunicaciones y su relación con las ondas electromagnéticas. ɔ ɔ ɔ ɔ

http://www.upv.es/satelite/trabajos/Grupo2_99.00/index.html Aplicaciones de las ondas de luz. http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/ anteriores/basico/colima07/portafolios/grupoA/equipo2/ estrategias_visual_concep.html Apuntes de óptica geométrica. http://ocw.upc.edu/sites/default/files/ materials/15012405/40788-3277.pdf Test de Ishihara, utilizado para el diagnóstico y clasificación de discromatopsias (alteraciones en la visión de colores). http://www.oftagalia.es/es/pruebas-online/test-ishihara#!prettyPhoto Recursos Flash para la enseñanza de la óptica geométrica. http://fisicayquimicaenflash.es/opticageometrica/optics00.htm

Didáctica Lección 3: ¿Qué es y cómo se comporta la luz? ɔ Propuesta didáctica para trabajar el comportamiento de las ondas electromagnéticas. http://www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__d1026782c847-11e0-807b-e7f760fda940/index.htm ɔ Actividades para desarrollar al inicio de la unidad para activar conocimientos previos. http://www.sc.ehu.es/towcogoj/elmer/Cast/juegos/profesor/ aurretik.html ɔ Applets de la Universidad de Colorado para trabajar los fenómenos de la luz. https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics/ light-and-radiation Lección 4: La luz y sus aplicaciones

ɔ Propuestas para aprender sobre la luz. ɔ

http://www.aulaplaneta.com/2015/02/23/agenda/ siete-propuestas-para-aprender-sobre-la-luz-en-su-anointernacional/ Revista de investigación y experiencias didácticas. http://dialnet.unirioja.es/revista/497/V/20

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

85

3

U n i d a d

FUERZA Y MOVIMIENTO Tiempo estimado: 25 horas

Propósito de la unidad La unidad de Fuerza y movimiento contempla dos aprendizajes fundamentales, uno referido a la relatividad del movimiento y otro, sobre la fuerza elástica. El primero tiene como finalidad que los y las estudiantes comprendan los aspectos esenciales sobre conceptos de sistema de referencia y las magnitudes que permiten describir el movimiento, para luego aplicarlo a la relatividad del movimiento. Por otra parte, el segundo aprendizaje busca que los estudiantes comprendan los aspectos principales de la ley de Hooke y su utilidad para medir fuerza en situaciones estáticas. También, la unidad del Texto del estudiante permite que los y las estudiantes continúen con el desarrollo de habilidades de pensamiento científico, como observar y registrar, formular preguntas, explicaciones, predicciones, organizar información y entre otras, todo esto en torno a los conceptos de la unidad. Asimismo, en esta unidad de Guía didáctica se incluyen orientaciones metodológicas para trabajar las secciones del Texto del estudiante, fichas de trabajo para los distintos ritmos de aprendizaje, ampliación de contenidos y una evaluación, entre otros recursos, con el fin de apoyar el trabajo docente para que los y las estudiantes cuenten con distintas instancias para alcanzar el desarrollo de aprendizajes, habilidades y actitudes. A lo largo de la unidad, tanto en el Texto del estudiante como en la Guía didáctica, se fomenta el desarrollo de distintas habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales, que se detallan a continuación:

Habilidades De manera integrada al desarrollo de los contenidos en las actividades, Talleres de estrategias y Talleres de ciencias, la unidad promueve la adquisición de las siguientes habilidades: ɔ Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. ɔ Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. ɔ Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel, con énfasis en la construcción de teorías y conceptos complejos; por ejemplo, la ley de Hooke.

Actitudes Los aprendizajes involucran, además de la dimensión cognitiva, actitudes que contemplan el desarrollo en un ámbito personal, social, ético y ciudadano. En las actividades propuestas se promueven las siguientes actitudes: ɔ Manifiesta interés por conocer más sobre la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (A1) ɔ Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. (A2) ɔ Presentar disposición a integrar nuevos aprendizajes. (A3) ɔ Seguir adecuadamente los pasos involucrados en el desarrollo de actividades. (A4)

86

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) Los OFT integran las actitudes y valores, con el desarrollo de conocimientos y habilidades. En la unidad se promueven el logro de los siguientes: ɔ Manifestar interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (OFT 1) ɔ Valorar la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. (OFT 2)

Conceptos previos Muchos de los conceptos que se trabajarán en la unidad Fuerza y movimiento, están siendo abordados por primera vez. Sin embargo, es posible que los estudiantes cuenten con una aproximación formal en cuarto y quinto básico respecto de las siguientes nociones: ɔ El movimiento rectilíneo uniforme, la velocidad y sus unidades. ɔ La masa y el peso. ɔ El concepto de fuerza y sus efectos.

Organización de los contenidos de la unidad del Texto del estudiante La unidad del Texto del estudiante se encuentra organizada en dos lecciones con el fin de responder a los Aprendizajes Esperados propuestos. De esta manera, en la primera lección se definen los parámetros que describen el movimiento con el fin de que los estudiantes comprendan la relatividad del movimiento. Luego, en la segunda lección, se explica la ley de Hooke y sus efectos en los cuerpos. A continuación, se presenta un esquema con el fin de representar una visión general de los contenidos de la unidad del Texto del estudiante. Fuerza y movimiento Lección 5: La relatividad del movimiento

Sistemas de referencia

¿Qué se necesita para describir el movimiento de un cuerpo?

Lección 6: Fuerza y elasticidad

¿Cuáles son los efectos de las fuerzas? ¿Qué propiedad permite a algunos materiales recuperar su forma? La ley de Hooke

El movimiento relativo

El estudio de la fuerza y el movimiento en la historia Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Planificación de la unidad

Tiempo estimado: 12,5 semanas

La siguiente propuesta de planificación considera los Aprendizajes Esperados (AE) y los Indicadores de Evaluación (IE) asociados a cada uno de ellos, que se desarrollan en cada lección de esta unidad del Texto del estudiante. Lección

5

5

Aprendizajes Esperados Justificar la necesidad de introducir un marco de referencia y un sistema de coordenadas para describir el movimiento de los cuerpos.

IE 1. Describen movimientos de cuerpos desde distintos marcos de referencia y sistemas de coordenadas. IE 2. Aplican la fórmula de adición de velocidades y la infieren a situaciones cotidianas, para comprobar la relatividad del movimiento en situaciones unidimensionales.* IE 3. Calculan las magnitudes que describen los movimientos.*

IE 4. Identifican las hipótesis, procedimientos experimentales y conclusioDescribir investigaciones nes en las investigaciones clásicas de Galileo sobre la relatividad de científicas clásicas asociamovimiento de los cuerpos. das al concepto de relatividad del movimiento, valoIE 5. Distinguen las hipótesis, los procedimientos experimentales y las rando el desarrollo histórico conclusiones en la investigación clásica del péndulo de Foucault. de conceptos y teorías.

Notas:

88

Indicadores de Evaluación

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

1 3 Lección

Aprendizajes Esperados

Indicadores de Evaluación IE 6. Describen las diversas deformaciones (momentáneas y permanentes) que puede experimentar la materia como un efecto de las fuerzas.

6

6

Caracterizar la ley de Hooke, los mecanismos y IE 7. leyes físicas que permiten medir fuerzas empleando las propiedades elásticas de determinados materiales. IE 8.

Aplican la ley de Hooke para describir las deformaciones momentáneas y explicar los fundamentos, graduación y rangos de uso del dinamómetro. Identifican algunas de las aplicaciones más corrientes del dinamómetro, distinguiendo claramente este instrumento en una balanza.

Distinguir entre ley, hipóte- IE 9. Explican una teoría como un sistema de postulados y principios que permiten hacer predicciones observables y explican un conjunto sis y teoría en el contexto amplio de fenómenos. de las investigaciones que condujeron a la formulación IE 10. Ejemplifican los conceptos de ley, hipótesis y teoría en el caso de la de la ley de elasticidad de ley de elasticidad de Hooke. Hooke.

* Corresponden a Indicadores de Evaluación incorporados o modificados a partir de la propuesta editorial.

Notas:

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Orientaciones al docente Motivación para el aprendizaje “La opinión generalizada de los alumnos y alumnas es que lo aprendido en la escuela poco tiene que ver con sus vidas, sus intereses, preocupaciones e inquietudes. Los conocimientos que se enseñan en la escuela son, en la mayor parte de los casos, muy teóricos, alejados de la realidad y con pocas posibilidades de aplicación; es lo que los expertos denominan "conocimiento inerte" y tiene efectos muy negativos sobre la motivación. Por tanto, si queremos estimular en los alumnos y alumnas el deseo de aprender, lo primero que tenemos que hacer es tratar de relacionar lo que enseñamos en las escuelas con el mundo real, es decir, darle un sentido, un significado y una utilidad a lo que se enseña”. A. Valle Arias (2007)

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Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Inicio de unidad del Texto del estudiante

Páginas 114 a 119

Orientaciones metodológicas Entrada de unidad (Páginas 114 y 115) La imagen propuesta en el inicio de la unidad de Texto del estudiante busca, a partir de la representación de una situación cotidiana y cercana, que los estudiantes reconozcan y registren sus ideas previas respecto de algunos conceptos asociados con la relatividad del movimiento y con la ley de Hooke. Por otra parte, se pretende acercar estos contenidos a fin que respondan a los intereses y motivaciones de sus estudiantes, para lo que se propone considerar lo expresado, sobre la importancia de relacionar lo que se enseña con el mundo que los rodea. Para esto, pida a los y las estudiantes que describan la imagen que se presenta en estas páginas, que corresponde a una plaza de la ciudad de Talca, identificando los fenómenos asociados al movimiento y a las fuerzas, a partir de estos, respondan las preguntas planteadas. También, solicíteles que mencionen ejemplos que hagan ver que no se debe hablar del movimiento de algo sin especificar respecto de qué; es decir, el sistema de referencia que se adoptó. Señale que la elección del sistema de referencias es arbirtraria pero que conviene elegirlo de manera que la descripción del movimiento sea más simple. Por último, lea junto con sus estudiantes la información que aparece en la tabla de la página 115 del Texto del estudiante. Enfatice sobre la importancia de conocer lo que se va a aprender en la unidad y para qué, además de las habilidades y actitudes asociadas a cada lección.

1 3 Activa tus aprendizajes previos

Páginas 116 a 118

Las actividades planteadas tienen por finalidad que los y las estudiantes, mediante temáticas novedosas, reconozcan y registren sus ideas previas con respecto a los temas que se trabajarán en la unidad. Asimismo, se busca fomentar la motivación y el interés por el aprendizaje, a partir de diversas actividades contextualizadas, relacionadas con los fenómenos físicos correspondientes. Al realizar la actividad ¿La luz se mueve en línea recta?, de la página 116, comente a los y las estudiantes que la ciencia corresponde a una construcción basada en la conexión de explicaciones de varios fenómenos. Para la segunda pregunta es importante que las respuestas de sus estudiantes estén justificadas en base al conocimiento científico. Evite la realización de juicios previos sobre sus respuestas, ya que pueden coartar la motivación de los y las estudiantes. Respecto de la actividad, ¿Cómo se determina la posición de un objeto sobre la Tierra?, de la página 117, invite a sus estudiantes a mencionar algunas aplicaciones de los teléfonos celulares que utilizan este principio, por ejemplo, pueden mencionar aquellas que miden la rapidez y gasto energético de un corredor. En la actividad Prótesis elásticas, de la página 117, se presenta una aplicación tecnológica basada en la ley de Hooke. Puede pedir a los y las estudiantes que piensen en otros artefactos que se basen en el mismo principio, como las estructuras de los edificios antisísmicos. Con el fin de evaluar los aprendizajes previos respecto de las habilidades científicas, en la página 118 se propone una situación experimental, Analizando procedimientos científicos. Para complementar esta actividad, puede realizar las siguientes preguntas a sus estudiantes: ¿qué representan las variables? ¿Qué tipo de relación se observa entre las variables? ¿Qué se debe considerar para comunicar los resultados de una investigación?

io

com

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Rec

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RDC Utilice el RDC de inicio para que sus estudiantes activen sus conocimientos previos relacionados con algunos que trabajarán en la lección 5 de la unidad. En esta u rs o d i g actividad sus estudiantes deberán cambiar el sistema de referencia desde el cual describen ple nt el estado de movimiento de un cuerpo. me

Antes de comenzar

Página 119

El propósito de esta página es que los y las estudiantes establezcan estrategias que les permitirán aprender a partir de lo que conocen, identificando y registrando sus motivaciones e intereses. En la sección Descubre tus motivaciones los estudiantes tienen la oportunidad de registrar lo que quieren aprender en la unidad a partir del reconocimiento sus ideas previas en la actividad anterior. Con el mismo propósito, se requiere que se formulen preguntas para responder una vez finalizada la unidad. Estas dependerán de cada estudiante, ya que todos son diferentes y tendrán diferentes motivaciones, sin embargo, guíelos sugiriendo algunas nociones o fenómenos, por ejemplo, la elasticidad de los materiales, el cambio del movimiento, la medición de fuerzas, entre otros. Metacognición Las estrategias de aprendizaje son relevantes para el desarrollo de los y las estudiantes, pues, según Nisbet y Shuckersmith (1987), estas estrategias corresponden a procesos ejecutivos mediante los cuales se eligen, coordinan y aplican habilidades. Por esto es importante que los estudiantes trabajen la metacognición, específicamente en la búsqueda de estrategias. Explique que las estrategias están relacionadas con las metas que se plantean. Estas son diferentes en cada estudiante; lo relevante es que sean alcanzables y acordes al nivel de desarrollo de cada estudiante. Para ayudarlos mencióneles algunas consideraciones para crearlas, como por ejemplo, que deben ser posibles de conseguir y estar relacionadas con las temáticas que se estudiarán en la unidad. Existen estrategias relacionadas con la disposición al estudio, orientadas hacia el proceso y a mantener el esfuerzo en el tiempo. También están las estrategias afectivo-emotivas y de automanejo, relacionadas con la motivación, la resiliencia y el desarrollo de competencias. Invite a sus estudiantes a elegir qué tipo de estrategias quieren adoptar y luego, que fijen tareas para desarrollarla. Por ejemplo, podrían mencionar constancia y perseverancia, aprender de los errores, buscar técnicas de estudio. Por último, proponga una lista de técnicas para mejorar las estrategias como la evaluación permanente de ellas.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 5

Páginas 120 a 133 Tiempo estimado: 10 horas

LA RELATIVIDAD DEL MOVIMIENTO Comprender por qué el movimiento es relativo y cómo determinar las velocidades relativas según distintos sistemas de referencia.

Propósito:

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando con diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) AE

Justificar la necesidad de introducir un marco de referencia y un sistema de coordenadas para describir el movimiento de los cuerpos.

IE IE 1

IE 2 IE 3

Describir investigaciones científicas clásicas asociadas al concepto de relatividad del movimiento, valorando el desarrollo histórico de conceptos y teorías.

Actividad Me preparo para aprender (Pág. 120) Determinando la ubicación de un atleta (Pág. 122) ¿Trayectoria curva o recta? (Pág. 126) Taller de estrategias (Págs. 130 y 131) Velocidad desde distintos observadores (Pág. 128) Aplica (Pág. 123) Taller de ciencias (Págs. 124 y 125)

IE 4-5

Habilidades Analizar - Inferir Aplicar - Inferir

A1-A3/OFT 1 A1/OFT 1

Observar - Analizar Aplicar - Analizar

A1-A4/OFT 1 A2/OFT 2

Analizar - Inferir

A1/OFT 1

Calcular - Aplicar

A1/OFT 1

Identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones.

A1-A2/OFT 2-OFT 1

En esta lección se trabajan los conceptos que permiten comprender que el movimiento de los cuerpos depende del sistema de referencia usado, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias se entregan herramientas para resolver problemas y en los Talleres de ciencias se trabajan las habilidades propuestas, haciendo énfasis en identificar problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones clásicas o contemporáneas. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

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Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Actitud/ OFT

3 Orientaciones metodológicas

¿Qué se necesita para describir el movimiento de un cuerpo? Páginas 122 y 123

Activación de conocimientos previos Al iniciar la lección, motive a sus estudiantes para que expresen sus ideas respecto del movimiento. Para ello, proponga la siguiente situación: “En el centro de una plaza hay una pileta. Al lado derecho de la pileta, hay un perro corriendo con su dueño, y al lado izquierdo, juegos infantiles”. A partir de la situación, realice las siguientes preguntas: ¿cómo describirías la posición del perro y de los juegos? Con respecto al dueño del perro, donde se encuentra la pileta y los juegos? ¿Nos sirven las nociones “a la derecha de” y “a la izquierda de”?

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Con el fin de que los estudiantes reconozcan y registren sus ideas previas respecto del movimiento, se propone analizar el mapa de una ciudad. En este caso se muestra un mapa de Rancagua, si bien pueden utilizar un mapa de la ciudad en la que se ubique el establecimiento o de donde vivan los estudiantes. Los mapas puede extraerlos desde Google maps al introducir el código GF1MP089 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Es importante que además de registrar los conocimientos previos, sus estudiantes declaren las habilidades y actitudes que creen que son necesarias para abordar la lección e integrar los nuevos conocimientos.

Sistemas de referencia

Página 121

Para introducir el tema explique a sus estudiantes el concepto de cinética y cuál es su importancia. Por ejemplo, puede mencionar que es el estudio del movimiento y con ello, se pueden analizar muchos fenómenos. Defina también qué es un punto material y explique que en esta unidad se considera el modelo de partículas, en donde el objeto en estudio es un punto independiente de su tamaño. Puede que los estudiantes presenten dificultad al revisar los sistemas de coordenadas bidimensionales. Para apoyarlos, pídales que dibujen, en sus cuadernos, un plano cartesiano y ubiquen en él distintos puntos como: (–2,1), (0,5), (–3,0). Una vez revisados los sistemas de referencia, indique a los y las estudiantes que es importante el desarrollo de las actitudes y que estas se encuentran de manera transversal en todas las asignaturas. Por esta razón se propone revisar en la página 103 de la Guía didáctica la ventana de profundización didáctica, Desarrollo de los Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). En ella se entrega información sobre la importancia de desarrollar actitudes en el proceso de aprendizaje.

Para introducir este tema, muestre a sus estudiantes algunos símbolos del tránsito como la velocidad máxima permitida, no virar en U, entre otros, y pregúnteles: ¿a qué magnitudes hacen referencia estos símbolos? ¿Nos ayudan a describir las características del movimiento que puede seguir un auto? Motive a los y las estudiantes para comprender la importancia de describir los movimientos.

▶ Actividad del texto:

Determinando la ubicación de un atleta Recuerde que en las actividades experimentales, exploratorias y en los Talleres de estrategias del Texto del estudiante se describen el objetivo, las habilidades, actitudes y el tiempo estimado para trabajarlas. Además, en la mayoría de ellas se incluye un espacio para que los estudiantes registren sus conocimientos previos. Se sugiere leer esta información con sus estudiantes, con el fin de que comprendan la finalidad de cada una de las actividades. En esta actividad es importante que sus estudiantes identifiquen el sistema de referencia usado. Puede sugerirles que marquen y rotulen el origen del sistema de referencia. Pregúnteles: ¿cómo podrían describir la ubicación de un objeto en el espacio sin usar un sistema o punto de referencia? Además de los sistemas de referencias, ¿qué otros parámetros permiten describir el movimiento de un cuerpo? Error frecuente En estas páginas es importante que considere que sus estudiantes deben diferenciar las características de un vector y las de un escalar, para que entiendan la diferencia entre el desplazamiento y distancia, o entre velocidad y rapidez. Ya que cuando los movimientos son en línea recta y siempre en la misma dirección, ambas magnitudes coinciden en su valor, lo que podría llegar a confundirlos.

▶ Actividad del texto:

Aplica Los y las estudiantes podrían confundir la distancia recorrida con el desplazamiento. Pídales que marquen de un color la trayectoria y de otro el desplazamiento, con el fin de diferenciarlos. Recuerde a sus estudiantes cómo transformar de minutos a segundos, explicando la estrategia en la pizarra.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Orientaciones al docente

LECCIÓN 5 LA RELATIVIDAD DEL MOVIMIENTO

En la página 108 de la Guía didáctica se propone un Desafío complejo que permite aplicar contenidos relacionados con los temas tratados hasta el momento en la lección, junto con desarrollar habilidades y actitudes. Antes de iniciar esta actividad, recalque la importancia del cuidado de los animales. En este caso observarán el movimiento de un chanchito de tierra, con la precaución de no dañarlo. Pregunte a sus estudiantes: ¿por qué la elección de un punto de partida? Recalque que la respuesta debe evaluar las ventajas y desventajas de tal elección.

Taller de ciencias

Páginas 124 y 125

A partir del problema planteado en la sección Planteamiento del problema, pida a sus estudiantes que formulen algunas hipótesis. Guíelos para que sus hipótesis tengan relación con la trayectoria realizada con el péndulo y el movimiento del sistema de referencia. Por ejemplo, pueden mencionar que el movimiento del péndulo será en la dirección de la rotación. Guíe a sus estudiantes en las conclusiones que realicen del experimento y en la comparación con el péndulo de Foucault, pregúnteles: si la base del péndulo construido por el grupo de estudiantes es móvil y gira, ¿qué gira en el caso del péndulo de Foucault instalado en París? Para desarrollar lo propuesto en la sección Desafío, explique la importancia de establecer un equipo de trabajo, distribuyendo tareas y funciones. Los materiales necesarios para construir el modelo pueden conseguirlos en una ferretería, ya cortados con las dimensiones y formas necesarias. En el caso del sistema que permitirá hacer girar la base, propóngales usar partes de un auto de juguete, específicamente una rueda con su eje. Es importante que consideren que el agujero del péndulo debe ser muy pequeño para que no se caiga todo su contenido de una sola vez y así puedan obtener los resultados deseados, pero tampoco tan pequeño como para que no caiga el contenido de forma constante, para poder dibujar en la base del péndulo. En caso de no contar con arena se puede remplazar por sal o azúcar, pero en este caso la base circular deberá tener un color oscuro para evidenciar la forma que deje la sal.

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Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Para evaluar la actividad planteada en la sección Desafío, puede utilizar la siguiente pauta: Pauta de evaluación Desafío Indicadores

Niveles de logro L

ML

PL

Todos los integrantes participan activamente en la distribución de las tareas. Establecen los materiales que se requieren para replicar el experimento. Replican el péndulo de Foucault. Siguen los pasos propuestos para el desarrollo de la actividad. Cada integrante cumple con las tareas asignadas. Registran sus observaciones. Niveles de logro: L = Logrado; ML = Medianamente logrado y PL = Por lograr

Para complementar la información sobre el péndulo de Foucault, comente a sus estudiantes que en el año 2011 fue instalado en la ciudad de Valdivia, específicamente en la Costanera de la Ciencia, un péndulo de Foucault. Este péndulo fue un regalo del Centro de Estudios Científicos (CECs). Tiene 13 m de longitud y el período de oscilación es de 7 s.

El movimiento relativo

▶ Actividad del texto:

Páginas 126 a 129

¿Trayectoria curva o recta? Antes de realizar la actividad, pida a los estudiantes que formulen hipótesis respecto de cómo caerá el objeto. Pueden afirmar que caerá en forma vertical o bien que se desviará. Invítelos a expresar sus ideas, evitando el juicio crítico, guiándolos para que en las hipótesis observen la relación de las trayectorias del objeto según los posibles observadores. Puede pedirles que realicen un dibujo esquemático de la trayectoria en cada uno de los casos. También es posible variar la actividad, pidiendo que un estudiante corriendo deje caer el objeto y observen qué ocurre, comparando esto con lo observado en el caso anterior, con el fin de verificar que la relatividad del movimiento depende del observador.

1 3 ▶ Actividad del texto:

Velocidad desde distintos observadores Guíe a sus estudiantes para que infieran sobre qué sucede cuando se observa un cuerpo en movimiento desde un sistema de referencia que también está en movimiento. Puede que el contexto de la actividad no sea cercano para sus estudiantes, y en este caso plantee otras situaciones cercanas donde puedan evidenciar la velocidad relativa, por ejemplo el paradero y un automóvil en movimiento, un vehículo y una moto, la Tierra y la Luna, entre otros.

Aportes de la mujer en la ciencia Revise la siguiente información, para profundizar la sección Científicas en la historia. Emmy Amalie Noether (1882 - 1935), hija del gran matemático Max Noether y conocida como la madre del álgebra moderna, asistió como oyente a las clases de su padre debido a la imposibilidad de matricularse en una universidad por ser mujer, hasta que logró incorporarse a Erlangen. En 1907, consiguió su doctorado con el trabajo sobre las invariantes, teoría que contribuyó a dar el marco teórico y matemático sobre la conservación de la energía, la que a su vez fue tomada por Albert Einstein para elaborar su teoría de la relatividad general. Para fomentar el debate, pregunte a los estudiantes, ¿por qué es importante el aporte de Emmy Noether en ciencia, si ella se dedicó a la investigación en matemática? Tomando el ejemplo de Emmy Noether, ¿cómo se construye la ciencia?

Al finalizar el contenido de la velocidad relativa, le sugerimos revisar, en la página 102 de la Guía didáctica, la ventana de profundización Relatividad del tiempo. Comente esta información con sus estudiantes y pídales que mencionen en qué situaciones esto se podría aplicar.

Taller de estrategias

Páginas 130 y 131

Para esta actividad se requiere que sus estudiantes identifiquen el sistema de referencia en cada caso, para facilitar la aplicación de la relación de la velocidad relativa. Una posible dificultad para sus estudiantes consiste en establecer las variables cuando se cambia el observador, ya que una confusión al rotular las variables genera errores en el cálculo. Proponga a sus estudiantes rotular con letras o números los cuerpos involucrados en los problemas de la sección Desafío; esto les permitirá ordenarse y poder aplicar la expresión de adición de velocidades sin confusiones.

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 132 y 133

Lea junto con los estudiantes la sección Aprendiendo a responder. Indíqueles que esta es una instancia que les permitirá reconocer una estrategia para resolver problemas del movimiento rectilíneo. Pregunte a sus estudiantes su opinión respecto de la estrategia entregada, si podrían aplicarla en otras situaciones o si modificarían algún paso. Proponga a sus estudiantes realizar esquemas de las situaciones planteadas en los problemas propuestos, indicando con flechas la dirección del movimiento de los cuerpos que se mueven; esto les permitirá tener una panorámica de la situación y así poder aplicar la expresiones cuando sea necesario. Luego, indíqueles que trabajen en la sección Ahora tú. Al finalizar de responder las preguntas, pida a sus estudiantes que respondan la sección ¿Cómo vas? y registren su nivel de desempeño según las respuestas correctas, que pueden revisar en el solucionario de su texto. De acuerdo al nivel de desempeño se propone el trabajo con las siguientes actividades complementarias. El propósito de estas actividades es trabajar con los y las estudiantes según sus diferentes ritmos de aprendizaje. Si sus estudiantes que obtuvieron un nivel de desempeño logrado, realicen la Ficha de profundización de la página 105. Y a los que obtuvieron un desempeño correspondiente a Por lograr y Medianamente logrado, que trabajen en la Ficha de refuerzo de la página 104. Para apoyar el desarrollo de la metacognición de sus estudiantes, enfóquese en motivarlos, junto con verificar si pudieron relacionar lo estudiado con la vida diaria. Asimismo, para verificar la conexión con la vida cotidiana, pregúnteles: ¿en qué situaciones se puede observar el movimiento relativo? Respecto de la motivación, puede realizar las siguientes preguntas a sus estudiantes: ɔ ¿Cuál fue mi actitud durante la lección? ɔ ¿Cómo influyó mi actitud en mi aprendizaje? ɔ Si no puedo resolver un problema, ¿qué siento? ɔ ¿Cómo enfrento el éxito?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 6

Páginas 134 a 145 Tiempo estimado: 15 horas

FUERZA Y ELASTICIDAD Propósito:

Explicar los efectos de la fuerza elástica y la ley de Hooke.

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando con diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

Caracterizar la ley de Hooke, los mecanismos y leyes físicas que permiten medir fuerzas, empleando las propiedades elásticas de determinados materiales.

IE

IE 6

Actividad

Habilidades

Actitud/ OFT

Me preparo para aprender (Pág. 134) Observar - Describir

A1-A3/OFT 1

Capacidad de los materiales para recuperar su forma (Pág. 136) ¿Hasta qué punto se puede estirar o comprimir un resorte? (Pág. 137) Procesa datos (Pág. 140)

IE 7

Taller de estrategias (Pág. 141) Sintetiza (Pág. 141)

IE 8

Consolida tus aprendizajes-1a (Pág. 150)

Distinguir entre ley, hipótesis y teoría, en el contexto de las investigaciones IE 9-10 Taller de ciencias (Pág. 138) que condujeron a la formulación de la ley de elasticidad de Hooke.

Observar - Explicar

A1/OFT 1

Observar - Explicar

A2-A4/OFT 2

Interpretar - Procesar datos Explicar Analizar - Calcular Interpretar Asociar - Representar Sintetizar

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

A2-A4/OFT 2 A1/OFT 1

Explicar

A1/OFT 1

Procesar datos - Analizar Interpretar resultados

A2-A4/OFT 2

En esta lección se trabajan conceptos que permiten describir el movimiento de los cuerpos, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos. Finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias se entregan herramientas para resolver problemas y en los Talleres de ciencias se trabajan las habilidades propuestas, enfatizando en procesar e interpretar datos y analizar el desarrollo de una ley física. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante, tales como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, todos ellos con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales. 96

A1/OFT 1

3 ▶ Actividad del texto:

Orientaciones metodológicas Activación de conocimientos previos Para iniciar la lección, lleve a la sala de clases objetos en donde sus estudiantes puedan evidenciar efectos de las fuerzas, por ejemplo una lata de bebida vacía para apretarla, un elástico para estirarlo, una pelota para dejarla caer desde cierta altura o cualquier objeto que pueda empujar. Pregúnteles: ¿qué efectos se observan en los cuerpos al aplicar una fuerza? ¿Por qué es importante estudiar los efectos de las fuerzas? ¿La acción de qué fuerzas se evidencia? Pídales que registren sus respuestas e indaguen en qué otras situaciones se puede observar la acción de las fuerzas.

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Se espera que los y las estudiantes, mediante esta actividad, puedan reconocer y registrar sus ideas previas respecto de las propiedades elásticas de algunos materiales, por ejemplo, las del resorte. Para complementar esta actividad puede preguntar a sus estudiantes: ¿qué otros materiales se comportan como el resorte? ¿Para qué se utilizan estos materiales? ¿Qué habilidades trabajé en la actividad y cuáles creen que deberán utilizar en la lección?

¿Cuáles son los efectos de las fuerzas?

Páginas 134 y 135

Para analizar los efectos de las fuerzas en la forma de los cuerpos, pida a sus estudiantes que den ejemplos de cambios momentáneos y permanentes en la forma de los cuerpos, debido a la aplicación de una fuerza. Puede escribir en la pizarra los ejemplos mencionados para ambos casos. Pregúnteles: ¿qué diferencias hay en el material de los cuerpos que tienen cambios permanentes con los que tienen cambios momentáneos? ¿Influirá la magnitud de la fuerza aplicada en el cambio producido?

¿Qué propiedad permite a algunos materiales recuperar su forma?

Páginas 136 y 137

¿Hasta qué punto se puede estirar o comprimir un resorte? Pida a sus estudiantes que utilicen un lápiz liso y cilíndrico, como un lápiz grafito, para que las espiras queden bien formadas y sea más fácil sacarlas. Esta es una instancia en la que sus estudiantes pueden desarrollar actitudes para el trabajo colaborativo, como para valorar la importancia de seguir instrucciones.

Con el fin de acercar el desarrollo científico y las investigaciones que se llevan a cabo en Chile sobre la elasticidad de los materiales, le proponemos revisar la siguiente información para luego compartirla con sus estudiantes.

Centros de investigación en Chile En la Universidad de Chile, específicamente en el Departamento de la Ciencia de los Materiales, uno de sus laboratorios tiene como objetivo determinar las propiedades mecánicas de los materiales como las tensiones de fractura, módulos elásticos, deformaciones elásticos y plásticos, microdureza y tenacidad de la fractura. A partir de estas propiedades se evalúa la calidad de los materiales que se utilizan en ingeniería o construcción, como por ejemplo el cemento, la madera, las aleaciones metálicas y los polímeros. Tran trabajar con sus estudiantes los distintos tipos de materiales elásticos y el rango de elasticidad de un material, le proponemos revisar la ventana de profundización disciplinar Comportamiento elástico y plástico de los materiales, en la página 102 de la Guía didáctica, con el objetivo de profundizar este tema.

Taller de ciencias

Páginas 138 y 139

Guíe a sus estudiantes en la construcción de su hipótesis de trabajo, indicándoles que deben considerar las variables involucradas, en este caso, la fuerza aplicada y la elongación del resorte. Si no cuentan con un set de masas pueden usar objetos como tornillos, tuercas o monedas y a partir de ellos construir un set de masas, determinando su valor usando una balanza. Por otra parte, es importante que mencione a sus estudiantes las exigencias formales que debe tener el informe con el cual comunicarán los resultados de la investigación.

▶ Actividad del texto:

Capacidad de los materiales para recuperar su forma Es importante considerar la fuerza que se aplica sobre los cuerpos; debe pedir que los y las estudiantes apliquen fuerzas de magnitud pequeñas hasta que se puedan observar los cambios. Los cambios en la cuchara se verán dependiendo del material; si es de metal, se deberá aplicar una fuerza mayor a si es de plástico. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

97

Orientaciones al docente

LECCIÓN 6 FUERZA Y ELASTICIDAD

Para evaluar los informes entregados por sus estudiantes en el Taller de ciencias, puede utilizar la siguiente pauta.

Ventana de profundización disciplinar

Pauta de evaluación informe Taller de ciencias Indicadores El informe responde al formato requerido.

L

ML PL

Se responde el problema de investigación. Se formula una hipótesis que responde al problema de investigación y es comprobable en el experimento. Se registran los datos medidos en el experimento. El gráfico muestra las variables y su relación. Se concluye a partir de las evidencias recogidas. Propone mejoras al experimento. Niveles de logro: L = Logrado; ML = Medianamente logrado; PL = Por lograr

En la sección Desafío indíqueles que pueden aplicar las propiedades de los materiales elásticos, por ejemplo, construir un dinamómetro. Pídales que describan los materiales y el procedimiento.

La ley de Hooke

Páginas 140 y 141

Comente con sus estudiantes la sección Contexto histórico, con el fin de que conozcan anécdotas o situaciones relacionadas con el desarrollo de la ley de Hooke. Invite a sus estudiantes a indagar sobre qué ocurría en la sociedad en el tiempo que Hooke estableció su ley. En la página 109 de la Guía didáctica se propone un Desafío complejo en el que podrán obtener el valor de la constante de elasticidad de un resorte a partir de dos modelamientos distintos. Además de trabajar los contenidos vistos hasta ahora en la lección, podrán de desarrollar habilidad y actitudes.

▶ Actividad del texto:

io ment

ar

ple

it a l

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

u rs o d i g

com

98

Rec

Procesa datos Los estudiantes deben interpretar el valor de la constante de elasticidad de un resorte a partir de una tabla. Puede proponerles que construyan un gráfico de la fuerza en función de la elongación, con los valores de la tabla, y a partir de este determinen el valor de la pendiente de la recta obtenida, la cual corresponde al valor de la constante de elasticidad.

RDC Trabaje con sus estudiantes el RDC de desarrollo propuesto. Explíqueles el funcionamiento de la balanza de resorte o muelle para que la comparen con el dinamómetro.

Al revisar la ley de Hooke, utilice la siguiente ventana de profundización para explicar qué es una teoría y una ley.

¿Qué diferencia una teoría de una ley? La ciencia busca explicar los fenómenos que ocurren en nuestro entorno, para ello, basándose en leyes o teorías. Una teoría corresponde a un conjunto de hipótesis que no están completamente demostradas; en cambio, una ley es un hecho observable o una proposición científica que muestra la relación entre dos o más variables, donde cada ley representa una propiedad de sistemas concretos, que en general se expresan matemáticamente. La ley también se considera como una regla y norma invariante. Para el análisis de esta ventana, pregunte a los estudiantes: ¿qué teorías conocen? ¿En qué se diferencia una ley de una teoría? ¿Por qué la ley de Hooke es una ley científica y no una teoría? Fuente: Bunge, M. (2005). La ciencia. Su método y su filosofía. Buenos Aires: Editorial Debolsillo.

Alfabetización científica Para que sus estudiantes puedan comprender su entorno, pregúnteles: ¿qué es la arquitectura antisísmica? ¿Por qué algunos edificios no se derrumban durante un terremoto? ¿Qué principio o ley física explican el funcionamiento de los edificios antisísmicos? Coménteles que a partir de grandes terremotos se ha investigado sobre las propiedades de los materiales, con el fin de disminuir daños en las edificaciones frente a un sismo de gran magnitud. Para esto se han construido edificios antisísmicos, cuya base corresponde a una “almohada” de hormigón, permitiendo que el edificio oscile con el movimiento sísmico, cumpliendo con la ley de Hooke.

Taller de estrategias

Página 141

Puede que sus estudiantes presenten dificultades para despejar las variables de la expresión que describe la ley de Hooke. Para aclarar dudas, en la pizarra escriba la expresión y despeje las distintas variables junto a todo el curso, con el objetivo de que comprendan la metodología utilizada. Invite a los estudiantes a evaluar la estrategia presentada, pregúnteles: ¿qué piensan sobre estas estrategias? ¿Se acomoda a su estilo de aprendizaje? ¿Qué otras estrategias proponen para resolver problemas de la ley de Hooke?

1 3 Para trabajar los diferentes ritmos de aprendizaje de sus estudiantes, le proponemos que tras realizar la sección Desafío, del Taller de estrategias, desarrollen la Actividad  1 en caso de haber resuelto correctamente el problema propuesto, y en caso contrario, que realicen la Actividad 2, ambas presentadas a continuación.

Indicadores Se identifican los conceptos y nociones claves.

L

ML PL

Se evidencia la relación de los conceptos. Utiliza el recurso digital propuesto.

Actividad 1 Durante un experimento se midió el estiramiento de un resorte según la fuerza aplicada, y con los datos obtenidos se construyó el siguiente gráfico. Fuerza (N)

Pauta de evaluación organizador gráfico y uso de TICs

Incluye diferentes tipos de cuadros y líneas disponibles. Utiliza otras herramientas del recurso. El organizador gráfico es de fácil lectura. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

6 5 4 3 2 1 0

1,5

3

4,5

6

7,5

9

Elongación (cm)

A partir del gráfico, responde las siguientes preguntas: a. ¿El resorte cumple con la ley de Hooke? b. ¿Cuál es la expresión que describe el comportamiento del resorte? c. ¿Cuánto se estiraría el resorte al aplicarle una fuerza de 10 N?

El estudio de la fuerza y el movimiento en la historia Páginas 142 y 143

▶ Actividad del texto:

Reflexiona Esta actividad le permitirá trabajar con sus estudiantes el carácter dinámico de la construcción del conocimiento. Oriéntelos con preguntas como las siguientes: ¿es posible desarrollar una teoría sin considerar los aportes de los científicos anteriores? ¿Cómo influye el contexto histórico y social en la evolución del conocimiento?

Integra tus nuevos aprendizajes Actividad 2 Un automóvil antiguo tiene un sistema de amortiguación que está compuesto por 4 resortes, uno por cada rueda. La masa del automóvil es de 900 kg y cuando se encuentra sin pasajeros en su interior cada resorte se comprime 5 cm. En las indicaciones técnicas se informa que no puede cargarse con más de 400 kg, ya que los resortes de amortiguación se deformarían definitivamente. a. ¿Cuál es la constante de elasticidad del resorte? b. ¿Cuánto se comprime cada uno de los resortes, antes de que se deformen definitivamente?

▶ Actividad del texto: Sintetiza

Proponga a sus estudiantes el uso de un recurso que permite realizar mapas conceptuales, que encontrará al introducir el código GF1MP095 en el sitio web codigos. auladigital.cl. Indíqueles que deben incluir los siguientes conceptos en su organizador gráfico: la fuerza y sus efectos, características de los materiales, ley de Hooke y aplicaciones de la ley de Hooke. Si quiere utilizar el organizador gráfico como una instancia de evaluación formativa, puede usar la siguiente escala de apreciación.

Páginas 144 y 145

Al finalizar el desarrollo de las actividades propuestas en esta sección, indique a sus estudiantes que compraren sus respuestas con las que aparecen en el solucionario de su texto y según estos resultados, completen la tabla de la sección ¿Cómo vas? A partir del nivel de logro obtenido, realicen las actividades complementarias que se proponen a continuación: si el nivel de desempeño de los y las estudiantes fue Logrado, pídales que desarrollen la Ficha de Profundización que se encuentra en la página 107. Para aquellos estudiantes que tuvieron Por lograr o Medianamente logrado, solicíteles que trabajen en la Ficha de refuerzo de la página 106. Para apoyar el trabajo de la metacognición, se proponen las siguientes preguntas, relacionadas con el interés de sus estudiantes: ɔ ¿Cómo fue tu disposición durante la lección? ɔ ¿Qué temas te llamaron más la atención? ¿Cuáles no? ɔ ¿Cómo puedes mantener tu interés por lo estudiado?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

99

Orientaciones al docente

Cierre de unidad del Texto del estudiante

La Guía didáctica entrega una serie de orientaciones vinculadas al trabajo con las páginas finales del Texto del estudiante, paran de que el estudiantado pueda sintetizar, asociar y evaluar los aprendizajes alcanzados en la unidad.

Ciencia, tecnología y sociedad

Páginas 146 y 147

Aproveche el trabajo con estas páginas para que sus estudiantes reflexionen sobre la relación entre ciencia, tecnología y sociedad. Por otra parte, esto le permitirá desarrollar la alfabetización científica a través de temas de interés científico. Pídales a sus estudiantes que lean los tres textos propuestos y que subrayen los conceptos relacionados con los contenidos de la unidad. Pregúnteles: ¿cuáles de estos conceptos no comprendían al iniciar el estudio de la unidad?, ¿estos nuevos conceptos les permitieron comprender mejor el mundo que los rodea? Destaque los avances de Chile en el área de la astronomía y pídales que investiguen sobre otras investigaciones, aportes y descubrimientos realizados en el observatorio del Cerro Paranal. Pueden visitar la página web del observatorio, la cual encontrará al introducir el código GF1MP096 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Pregúnteles: ¿qué características tiene el norte de Chile para que allí se ubiquen grandes centros astronómicos, como Paranal y La Silla? Respecto de la lectura sobre la superelasticidad, pídales a sus estudiantes que investiguen en internet, en páginas confiables, sobre otras aplicaciones de estos materiales. Indique a sus estudiantes que, luego de revisar el texto sobre las telarañas, realicen un análisis sobre qué impacto tendrían las aplicaciones de este tipo de fibras en el ámbito social, económico, político, ambiental y ético. A partir de esta reflexión puede generar un debate sobre el tema, con el fin de compartir ideas y crear conciencia en sus estudiantes acerca de los avances que permite la ciencia y cómo esta afecta en todos los ámbitos de nuestras vidas. Pida a sus estudiantes que respondan la sección Reflexiona y comente las respuestas en un plenario. Incentívelos a entregar sus opiniones sobre los temas propuestos y a argumentar en base a los aprendizajes alcanzados en la lección.

100

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Sintetiza tus aprendizajes

Páginas 146 a 153

Páginas 148 y 149

La sección Sintetiza tus aprendizajes muestra una síntesis con los principales conceptos y nociones, además de las habilidades trabajadas en cada lección. Pida a los y las estudiantes que lean en silencio los esquemas propuestos y mediante un plenario o lluvia de ideas, lo evalúen. Por ejemplo, pueden mencionar si están o no todos los conceptos importantes, o si están o no conectadas las nociones. Pídales que complementen la propuesta con conceptos o ejemplos que les permitan sintetizar las nociones esenciales para poder integrar estos aprendizajes. Por otra parte, pida a sus estudiantes que revisen las habilidades y actitudes trabajadas en cada lección y que evalúen sus logros a partir de preguntas como: ¿logré desarrollar la habilidad planteada para cada lección? ¿Manifesté interés por conocer la realidad? ¿Utilicé el conocimiento para estudiar fenómenos naturales? ¿Valoré la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades? Indique a sus estudiantes que realicen la actividad propuesta en la sección Sintetiza y que compartan con sus compañeros los organizadores gráficos propuestos. Comente a sus estudiantes sobre la existencia de diversas formas para organizar la información: una de ellas es el mentefacto conceptual. Este organizador se caracteriza porque las preposiciones dan cuenta de la estructura; el orden conceptual comienza desde el centro hacia afuera, donde los conceptos están dentro de cajas (rectángulos) siempre conectados por líneas. Se simplifica la organización de la información y permite observar las fortalezas y debilidades del aprendizaje. Pida a los y las estudiantes que confeccionen un mentefacto conceptual en cartulinas considerando las siguientes preguntas: ɔ ¿Qué caracteriza al concepto por describir? ɔ ¿En qué grupos se puede incluir el concepto? ɔ ¿Cuáles son las diferencias con objetos similares? ɔ ¿Existen subtipos?

3 1 Consolida tus aprendizajes

Páginas 150 a 153

En estas páginas se presentan una serie de actividades con el propósito de que los y las estudiantes puedan evaluar los conceptos, las habilidades y actitudes trabajadas en la unidad.

io

com

ar

Rec

it a l

RDC Utilice el RDC de cierre para reforzar la consolidación de los aprendizajes de la unidad. Puede utilizarlo antes u rs o d i g de realizar la prueba de la unidad, ya que en él se incluyen conceptos relacionados con el mople nt vimiento relativo y referente a la ley de Hooke. me Proponga a sus estudiantes revisar la sección Desarrolla tus conocimientos y habilidades, analizando en qué tipo de habilidad presentan mayor dificultad. Luego, indíqueles que realicen la sección Pon a prueba tus conocimientos y habilidades. Al finalizar ambas secciones, indíqueles que completen la sección Para cerrar, con el objetivo de determinar el nivel de desempeño logrado. Puede reforzar los contenidos en los que sus estudiantes presenten dificultades describiéndolos en la pizarra y haciendo una lluvia de ideas con todo el curso. Metacognición Durante el transcurso de la unidad, el Texto del estudiante propone una serie de actividades que promueve la metacognición del estudiantado, de manera que puedan ser parte activa de su proceso de aprendizaje, evaluando permanentemente sus estrategias y técnicas. Indique a sus estudiantes que respondan las preguntas propuestas bajo la tabla de la sección Para cerrar, de la página 153, permitiendo analizar su proceso de aprendizaje. Si quiere reforzar este trabajo, solicite a los y las estudiantes que complementen el siguiente cuadro con la información solicitada. Fortalezas Aspectos a mejorar Acciones para llevar a cabo

De manera adicional, en la Guía didáctica se incluye una Evaluación de unidad en las páginas 110 a 113, la cual evalúa los Aprendizajes Esperados declarados para la unidad, a partir de sus respectivos Indicadores de Evaluación. Las respuestas de esta evaluación se encuentran en el Solucionario de la Guía didáctica. En la siguiente tabla, se muestra la relación que existe entre el Aprendizaje Esperado, los Indicadores de Evaluación y los reactivos propuestos en la evaluación. Aprendizaje Esperado

IE

Justificar la necesidad IE 1 de introducir un IE 3 marco de referencia y un sistema de coordenadas para describir el movimiento IE 2 de los cuerpos. Describir IE 5 investigaciones científicas clásicas, asociadas al concepto de relatividad del movimiento, valorando IE 4 el desarrollo histórico de conceptos y teorías. Caracterizar la ley de IE 6 Hooke, los mecanismos y leyes físicas que IE 8 permiten medir fuerzas, empleando las propiedades elásticas IE 7 de determinados materiales. Distinguir entre ley, hipótesis y teoría, en el contexto de las investigaciones que condujeron a la formulación de la ley de elasticidad de Hooke.

IE 9

N° Pregunta Comprender 1, 5, 21 Calcular 2, 3 Reconocer 4 Habilidad

Analizar

6, 10

Aplicar

7, 8, 9, 22

Comprender 11 Diseñar 24

Comprender 23

Identificar Explicar

12, 13, 25 26

Comprender 14, 28 Aplicar

15

Analizar

16, 17, 18, 19, 20, 27

Explicar

29, 30

Revise la información entregada en la tabla anterior; así podrá analizar cómo ellos reflexionan sobre su proceso de aprendizaje.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

101

Profundización disciplinar

Lección 5

Relatividad tiempo del

Newton, en su teoría, postuló la existencia de un sistema de referencia en el cual el universo estaría en reposo: un espacio absoluto, en donde todos los otros sistemas de referencia podían existir. Y desde donde el comportamiento global de los componentes del universo es observable de manera mucho más simple que desde la Tierra. Además de un espacio absoluto, que funcionaba como el sistema referencial universal, Newton propuso un tiempo absoluto, no porque le hiciera falta para explicar sus teorías, sino porque parecía lógico de acuerdo a nuestra experiencia cotidiana que existiera una única forma de medir el tiempo. Afirmar que el tiempo transcurría de diferente forma en un lugar u otro del universo era considerado imposible en la época de Newton o al menos lo era hasta que apareció Einstein. Uno de los problemas que más le interesaba a Einstein, era la incapacidad que tenían la relatividad de Galileo y la teoría electromagnética de Maxwell, para pasar de un sistema de referencia a otro sin cambiar la forma de las ecuaciones, a diferencia de la mecánica newtoniana. Luego, Lorentz demostró que existe una transformación que deja invariante las ecuaciones de Maxwell, no solo cuando se

Comportamiento

cambia de posición, sino que también cuando se cambia de instante. Sin embargo tuvo que recurrir a ideas que no eran entendidas en su época, como que el tiempo transcurría de forma diferente en sistemas de referencia distintos. Einstein postuló que las ecuaciones de Maxwell deben tener la misma forma en cualquier sistema de referencia inercial y que por lo tanto es imposible distinguir, a partir de experimentos electromagnéticos, un sistema de referencia inercial de otro. Para que este principio de relatividad se cumpla, es necesario que las transformaciones de Lorentz sean físicamente válidas; en consecuencia, propuso que el tiempo medido entre dos sucesos depende del movimiento de quien lo mide. Es imposible determinar de forma única la duración de un fenómeno, ya que de acuerdo con la teoría de la relatividad, el tiempo de ese reloj no coincide con el que marca otro reloj que se mueve con respecto al primero, pero la relación entre los dos tiempos se puede determinar perfectamente. Fuente: – Hacyan, S. (1996). Relatividad para principiantes. Mexico: Fondo de cultura económica.

Lección 6

elástico y plástico de los

Para la mayoría de los materiales metálicos, cuando la ley de Hooke deja de cumplirse la deformación deja de ser elástica y pasa a ser plástica, es decir, el material no volverá a su forma original después de que la tensión deje de ser aplicada, debido a la rotura de los enlaces entre los átomos. El grado de deformación plástica que un material es capaz de soportar determina su ductilidad. Esta propiedad mecánica es importantísima, ya que es una advertencia muy efectiva que indica que el material va a ceder debido a que no soporta efectivamente las tensiones a las que está sometido. La ductilidad también es algo importante cuando se requiere una deformación programada, como en las carrocerías de automóvil o en construcciones antisísmicas. Los materiales pueden ser diseñados para cumplir ciertos criterios de elasticidad y ductilidad, mediante distintos tratamientos de temperatura como el templado, el normalizado y la adición de otros materiales, creando aleaciones o también por deformación previa. 102

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

materiales

Las posibilidades que abrió Hooke con sus estudios son ilimitadas; muchos continuaron con su línea de investigación y fueron estas las que permitieron a Louis Navier, a Barré de Saint-Venant, Duhamel y a muchos otros analizar vigas de cualquier sección, arcos, puentes colgantes y muchos otros problemas técnicos. Así, fueron sentadas las bases de la ingeniería estructural, que ha permitido a la humanidad construir rascacielos, puentes cada vez más largos y muchas otras estructuras.

Fuentes: – Jaramillo, J. Orígenes de la teoría de elasticidad. Universidad Nacional de Colombia. – Callister, W. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Editorial Reverte S.A.

1 3

Profundización didáctica

Desarrollo Objetivos Fundamentales Transversales de los

(OFT)

Reflexione ¿Se relacionan las actividades que realiza en el aula con los OFT?

Empatice ¿Seré una mejor persona si mi profesor solo me enseña a memorizar conceptos?

Decida ¿Le gustaría integrar el trabajo de los OFT en sus clases?

Los OFT apuntan a una nueva visión de la enseñanza, en la que las dimensiones afectivas, intelectuales, éticas y sociales, son igual de importantes que los conocimientos disciplinares para la formación de individuos integrales que comprendan el mundo y tengan una capacidad reflexiva. Los OFT transcienden una asignatura específica y deben ser trabajados por el sistema educacional en su conjunto, de allí el apelativo de transversales. Los OFT se han estructurado en torno a los ámbitos del crecimiento y autoafirmación personal, desarrollo del pensamiento, formación ética tanto de la persona como de su entorno. Aquí se ubican tanto contenidos, habilidades como actitudes y valores transversales. Para incorporar los OFT dentro del subsector específico de Física u otra materia, como docente debe evaluar continuamente su práctica y sus formas de enseñanza, trabajando en torno a ciertos criterios básicos: ɔ Integración. Los OFT deben ser trabajados como parte integral del contenido y las actividades, a medida que se desarrollen las unidades. Por lo tanto, no es preciso salirse del programa para integrar aprendizajes afectivos, intelectuales, valóricos y de convivencia. ɔ Recurrencia. Trabajar los OFT continuamente y en situaciones diversas, para mantener la atención del estudiante. El docente debe estar atento, ya que no todas las situaciones pueden ser planeadas y no debe desaprovechar la oportunidad de trabajar los OFT cuando esta oportunidad surja espontáneamente.

ɔ Gradualidad. Las actividades vinculadas a los OFT deben ir creciendo en complejidad, desglosando una jerarquía creciente de niveles de logro. ɔ Coherencia. La metodología y actitud del docente deben ser acordes a los OFT trabajados: el docente no logrará nada si después de una actividad interesante vuelve a los dictados. ɔ Problematización. Enfrentarse a conflictos valóricos, dilemas morales y diferentes posturas permite una apropiación crítica de una postura propia, favoreciendo el análisis, discusión y argumentación. ɔ Apropiación. La apropiación exige explicitar los procesos metacognitivos involucrados, permitiendo a los estudiantes clarificar sus formas de pensar y tomar conciencia de ellas. Es necesario que como docente se acerque emocional y afectivamente a sus estudiantes para trabajar los OFT, no transfiriéndolos, sino creando las posibilidades para que los propios estudiantes los construyan a partir de su conocimiento, aprendiendo a hacer, ser y conocer.

Fuentes: – Alarcón, C. Carbonell, V. Hott, D. Magendzo, A. Marfán, J. (2003). ¿Cómo trabajar los Objetivos Fundamentales Transversales en el aula? Ministerio de educación. – Freire, P. (2004). Pedagogía de la autonomía. São Paulo: Paz e Terra SA.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

103

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 5: La relatividad del movimiento

Curso:

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 5, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. INTERPRETA

1. ¿Cuál es la posición de cada gato en relación con el siguiente sistema de coordenada? A

-2

-1

B

0

1

2 X (cm)

EXPLICA

2. Cuando viajas en un auto, ¿qué es lo que se mueve, tú o lo que te rodea?, ¿según cuál sistema de referencia? Explica.

ANALIZA

3. Javiera se encuentra inicialmente en la esquina de una plaza, como se muestra en el siguiente esquema. Si ella rodea la plaza por el borde, hasta llegar al punto desde donde partió, ¿cuál es la distancia que recorrió y su desplazamiento? Javiera

100 m

100 m

100 m

100 m

104

ANALIZA

4. Francisca y Felipe andan en bicicleta. Ambos se mueven en línea recta, Francisca a 10 m/s hacia la derecha y Felipe a 12 m/s hacia la izquierda. A partir de esta situación, responde: a. ¿Francisca se acerca o se aleja de Felipe? b. ¿Cuál es la velocidad de Felipe con respecto a Francisca? c. ¿Cuál es la velocidad de Francisca con respecto a Felipe?

REPRESENTA

5. Frente a ti pasa un tren en línea recta a velocidad constante, y en el interior se mueve hacia la cola del tren el cobrador de boletos. Dibuja la trayectoria del cobrador de boletos desde el punto de vista del conductor del tren y desde tu punto de vista.

EXPLICA

6. ¿Qué quiere decir que la velocidad relativa entre dos objetos que se encuentran en movimiento sea cero? Explica.

APLICA

7.

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

En una carrera de caballos, uno de ellos se mueve a 60 km/h y otro a 60,5 km/h. ¿Cuál es la velocidad de este último con respecto al primero?

Diferentes ritmos de aprendizaje

Nombre:

Lección 5: La relatividad del movimiento

Curso:

Fecha:

Para profundizar los aprendizajes de la lección 5, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. INTERPRETA

1. ¿Cuál es la posición de cada gato en relación al siguiente sistema de coordenada? Y (cm) 2

A 1

−2

−1

(0 , 0)

1 3 Material fotocopiable

Ficha de profundización

B 1

2

X (cm)

ANALIZA

2. La Tierra gira en torno a su propio eje y además se traslada alrededor del Sol. Si sitúas un sistema de referencia en el Sol y uno en la Tierra: a. ¿En qué caso tú te estarías moviendo y en qué caso la Tierra se movería? b. ¿El Sol se movería en alguno de estos casos?

ANALIZA

3. ¿Qué características debe tener el movimiento de una persona para que el valor del desplazamiento sea igual al de la distancia recorrida?

EXPLICA

4. Un auto se mueve a 10 km/h con respecto a un bus que viaja en la misma dirección y sentido. Al pasar frente a un control policial de velocidad se determinó que el bus excedía la velocidad permitida de 120 km/h, ¿El auto excedía la velocidad permitida? Explica.

ANALIZA

5. En el borde de la rueda de un automóvil se marca un punto, como el que se muestra en el esquema. Si el auto comienza a moverse hacia la derecha por un camino, ¿cómo será la trayectoria que sigue el punto, desde el punto de vista de un observador que se encuentra inmóvil al costado del camino? ¿Y desde el punto de vista de un observador que se mueve al costado del auto con la misma velocidad que este? P

EXPLICA

6. ¿Cómo podrías explicar a un compañero el concepto de velocidad relativa con un ejemplo de la vida cotidiana? Escríbelo.

APLICA

7.

Dos atletas, Sebastián y Romina, durante una práctica corren por una pista recta en diferentes sentidos, pero en la misma dirección. Si Romina se mueve a 32 km/h hacia la derecha y Sebastián a 35 km/h en el sentido contrario, ¿cuál es la velocidad de Romina con respecto a Sebastián?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

105

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 6: Fuerza y elasticidad

Curso:

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 6, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. APLICA

1. Marcelo realiza un gráfico en su cuaderno sobre la variación de la longitud de un resorte, en función de la fuerza aplicada sobre él. Olvidó anotar el valor de una de las fuerzas; si el resorte cumple con la ley de Hooke, ¿cuál es el valor de F? Fuerza (N)

4

F

0

106

9

12

Elongación (cm)

EXPLICA

2. ¿Qué sucede cuando se sobrepasa el límite de elasticidad de un resorte? Explica.

EXPLICA

3. Amelia midió la elongación de un resorte al aplicarle una fuerza de 3 N, obteniendo un valor de 12 cm. Si el resorte cumple con la ley de Hooke, ¿cómo se puede saber su elongación al aplicarle una fuerza de 4 N? Explica.

EJEMPLIFICA

4. ¿Qué significa que un material tenga propiedades elásticas? Da un ejemplo.

RECONOCE

5. ¿En cuál de los siguientes casos la fuerza aplicada produce un cambio permanente y en cuál uno momentáneo?

ANALIZA

6. Un dinamómetro permite medir fuerzas, ¿cuál es la función del resorte en su interior?

EXPLICA

7.

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

¿Cuál es el valor de la constante de elasticidad de un resorte que aumenta su longitud 2 cm al ser sometido a una fuerza de 10 N?

Diferentes ritmos de aprendizaje

Nombre:

Lección 6: Fuerza y elasticidad

Curso:

Fecha:

Para profundizar los aprendizajes de la lección 6, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. ANALIZA

1. Cecilia midió la variación de la elongación de un resorte al ser sometido a diferentes fuerzas y con los datos obtenidos realizó el siguiente gráfico. Si el resorte cumple con la ley de Hooke, ¿cuál es el valor de la constante de elasticidad del resorte?

Fuerza (N)

4 3 2 1 0

INTERPRETA

1

2

3

4

∆x (cm)

2. El siguiente gráfico muestra la fuerza aplicada a un resorte en función de su elongación. ¿Qué sucede con el resorte en la parte punteada del gráfico? Fuerza (N)

0

EVALÚA

1 3 Material fotocopiable

Ficha de profundización

Elongación (cm)

3. En un laboratorio se midió la elongación de un resorte al aplicarle diferentes fuerzas y los datos se registraron en la siguiente tabla: Fuerza (N)

2

3

4

Elongación (cm)

6

7

12

¿Cumplen con la ley de Hooke las medidas registradas? De no estar correctas, ¿a qué crees que se debe? EVALÚA

4. Juan le asegura a Franco que los elásticos, resortes y la plastilina tienen propiedades elásticas, ¿es correcta esta afirmación? Justifica tu respuesta.

ANALIZA

5. Rodrigo afirma que cuando un cuerpo no recupera su forma mientras una fuerza sigue actuando, no podrá hacerlo cuando la fuerza deje de actuar. ¿Es correcta su afirmación? De no ser así, corrígela.

CREA

6. Basándote en la ley de Hooke, propón un procedimiento para construir un dispositivo que permita medir fuerzas.

ANALIZA

7. ¿Qué magnitudes necesitas conocer para determinar la constante de elasticidad de un resorte?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

107

Desafío complejo Curso:

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 5: La relatividad del movimiento

Fecha:

¿Cómo se mueven los chanchitos de tierra? Objetivo: Describir el movimiento de un insecto y representar los datos obtenidos. Habilidades: Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. Actitudes: Manifiesta interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Vicente es un aficionado de los insectos y quiere investigar sobre las características del movimiento de los chanchitos de tierra. ¿Cuál será la mejor forma de representar los datos recopilados durante su investigación? Realiza la siguiente actividad, la cual te permitirá responder la pregunta inicial.

DESARROLLO

1. Formen grupos de cuatro integrantes y reúnan los siguientes materiales: papel milimetrado, cronómetro, lápiz, regla y chanchitos de tierra. 2. Marquen con un lápiz, en la hoja de papel milimetrado, la posición inicial desde donde comenzará el movimiento del chanchito de tierra. 3. Tomen con mucho cuidado uno de los chanchitos de tierra, dejándolo en el lugar marcado como posición inicial. 4. Midan el tiempo con un cronómetro y marquen en la hoja de papel milimetrado con un lápiz la posición final del chanchito de tierra, luego de transcurridos unos 10 s. 5. De forma adicional pueden realizar una grabación con un celular del movimiento del chanchito de tierra. 6. Repitan los pasos anteriores con otros dos chanchitos de tierra. Es importante que sean muy cuidadosos al manipular estos insectos y luego de finalizar la actividad los devuelvan al lugar en donde los encontraron. A partir de la actividad experimental y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. Si en el papel milimetrado realizaras un eje de coordenadas cartesiano, ¿cómo podrías indicar la posición inicial y final del chanchito de tierra durante su movimiento? Explica. b. Señala la posición inicial y final de los tres chanchitos de tierra.

CIERRE

108

c. ¿Conoces otra forma de representar posiciones? ¿Cuál? d. ¿Qué etapas del procedimiento experimental te dificultó más llevar a cabo? ¿Por qué? Señala una estrategia para mejorarlo. e. ¿Podrías determinar la velocidad y rapidez de los chanchitos de tierra? ¿Cómo? f. ¿Su velocidad será la misma si la consideraras con respecto a otro sistema de referencia, por ejemplo, con respecto a otro chanchito de tierra que se moviera en el mismo papel milimetrado? g. ¿Qué fue lo que más te llamó la atención al realizar esta actividad? h. ¿Qué otros movimientos podrías describir usando la misma técnica?

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Desafío complejo Curso:

Fecha:

¿Podemos modelar los fenómenos naturales de varias formas? Objetivo: Determinar la constante de elasticidad de un resorte usando diferentes modelos. Habilidades: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad.

INICIO

DESARROLLO

CIERRE

1 3 Material fotocopiable

Nombre:

Lección 6: Fuerza y elasticidad

Lee atentamente la siguiente situación. Fernanda necesita calcular la fuerza que necesita aplicar para estirar 1 cm un resorte. Pero no conoce la constante de elasticidad del resorte, ¿cómo podrías determinar esta constante? Realiza la siguiente actividad, la cual te permitirá responder la pregunta inicial. Reúnanse en grupos de tres integrantes y consigan los siguientes materiales: un resorte, masas de diferentes medidas, un soporte para el resorte, un cronómetro y una regla. Método 1 1. Cuelguen el resorte en el soporte y midan su longitud inicial sin haber colgado ninguna de las masas en él. Luego, cuelguen una de las masas en el resorte y midan su longitud mientras la masa está colgada. 2. Vuelvan a realizar este procedimiento usando diferentes masas y registren los datos en una tabla. Determinen la variación de la longitud del resorte, que corresponde al largo final menos el largo inicial. Además, calculen la fuerza aplicada por la masa colgada en el resorte, usando g = 9,8 m/s2. 3. Realicen un gráfico de fuerza en función de la elongación y determinen su pendiente. Método 2 4. Cuelguen el resorte en el soporte y una de las masas en su extremo. Registren la medida de la masa. 5. Estiren el resorte a una cierta amplitud y mídanla. Luego, suelten el resorte y midan su período de oscilación. Midan varios ciclos y luego dividan el valor en el número de ciclos, para que su valor sea más exacto. 6. Repitan el procedimiento para diferentes masas. Grafiquen el período al cuadrado (T2) en función de la masa. Determinen la pendiente del gráfico. A partir de la actividad experimental y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. En el caso del método 1, la ecuación que modela el fenómeno es F = k ⋅ ∆x y en el π2  m. ¿Qué representa la pendiente de cada uno de los gráficos método 2 es T2 =  4_____ k realizados? b. ¿El valor de la constante de elasticidad obtenido con ambos métodos es el mismo? Si hubiesen diferencias, ¿a qué crees que se deben? c. ¿Qué etapas de la obtención de datos mejorarías para que tus datos fuesen más precisos? ¿Qué modificarías? d. ¿Existe solo una forma de modelar los fenómenos naturales? Explica. e. ¿Es importante ser riguroso al realizar este tipo de actividades? ¿Por qué? f. ¿Qué otros fenómenos podrías observar para estudiar la ley de Hooke? Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

109

Evaluación Unidad 3

FUERZA Y MOVIMIENTO

Curso:

Fecha:

Selección múltiple Responde las siguientes preguntas marcando la alternativa correcta. 1. Mauricio se encuentra parado sobre el suelo de su cocina, como se muestra en la siguiente imagen. Y (m)

2

1

(0,0)

1

2

X (m)

3

Si se mueve al punto (1, 2), ¿cuál será su desplazamiento? A. −2 m, en dirección del eje Y. B. 2 m, en dirección del eje Y. C. 2 m, en dirección del eje X. D. −2 m, en dirección del eje X. E. 2 m, alejándose del origen. A partir del siguiente enunciado, responde las preguntas 2 y 3.

3. ¿Cuál es la rapidez de Francisca? A. 0,0125 m/min B. 1,33 m/min C. 5 m/min D. 80 m/min E. 100 m/min 4. Fernando calcula la velocidad de un auto durante un tramo recto de una carretera. Si quiere expresar el resultado en unidades del Sistema Internacional, ¿en qué unidad debería expresarla? A. m B. s C. km/h D. m/s E. km/s 5. Desde una avioneta que viaja hacia la derecha, se deja caer una caja. ¿Cómo verá la trayectoria de la caja Pedro, que se encuentra en reposo sobre la Tierra?

Francisca corre desde su casa a la de su amiga, tardando 5 min en recorrer 4 cuadras, como se muestra en el siguiente esquema: Casa amiga

100 m

100 m

100 m

A.

D.

100 m

Material fotocopiable

Nombre:

Casa de Francisca

2. ¿Cuál es la distancia recorrida por Francisca y su desplazamiento, respectivamente? _ A. 400 m_ y 200√ 2 m B. 200√_ 2 m y 400 m_ C. 200√2 m y 200√ 2 m D. 400 m y 400 m_ E. 400 m y 400√2 m

110

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

B. C.

E.

6. Dos automóviles se mueven con distinta velocidad por un camino recto como se muestra en el siguiente esquema: 100 km/h

A

90 km/h

B

Si se considera que ambos viajan en sentido positivo, ¿cuál es la velocidad del auto B con respecto a la del auto A? A. −190 km/h B. −10 km/h C. 10 km/h

D. 90 km/h E. 190 km/h

7. Un tren viaja de Temuco a Santiago y al pasar por la estación de San Fernando lo hace a una velocidad de 80 km/h. Si en la estación Juan observa pasar el tren mientras camina hacia el sur a 50 m/min, ¿cuál es la velocidad de Juan con respecto a los pasajeros del tren? Considera el sentido positivo del movimiento hacia el norte. A. −77 km/h B. −30 km/h C. 30 km/h D. 77 km/h E. −83 km/h 8. Marcela se sienta en una banca mientras frente a ella pasan dos niños corriendo, Pedro hacia la derecha con una velocidad de 3 m/s y Daniel hacia la izquierda a −2 m/s. ¿Cuál es la velocidad de Pedro con respecto a Marcela y con respecto a Daniel, respectivamente? A. 5 m/s y 3 m/s B. 3 m/s y 5 m/s C. 3 m/s y 1 m/s D. 1 m/s y 5 m/s E. 3 m/s y 0 m/s 9. La velocidad de un automóvil con respecto a un bus es de −20 km/h. Si la velocidad del bus con respecto a un observador que se encuentra en reposo a la orilla del camino es de 120 km/h, ¿cuál es la velocidad del automóvil con respecto al observador? A. −100 km/h B. −20 km/h C. 100 km/h D. 120 km/h E. 20 km/h

10. Un atleta (Sistema A`) pasa frente a un semáforo (Sistema A) a una velocidad v con respecto al semáforo. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es o son correcta(s)? I. En un instante t, las coordenadas del atleta con respecto al semáforo, serian: X' = X + v⋅t ; Y'= Y; Z' = Z. Donde son paralelos los ejes X con X' e Y con Y' y perperpendiculares Z con Z'. II. Para aplicar la transformación de Galileo es necesario que los tiempos ceros de ambos sistemas coincida. III. La transformación de Galileo permiten describir el movimiento de un cuerpo con respecto a un sistema que se mueve con velocidad constante. A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo I y III E. I, II y III 11. En la siguiente imagen se muestra un péndulo cuya base experimenta un movimiento de rotación.

Si en lo alto del gimnasio del colegio se colgara un péndulo y al oscilar formara un dibujo similar al del experimento, ¿qué se podría concluir? I. Que la Tierra realiza un movimiento de rotación. II. Que todos los péndulos tienen el mismo período de oscilación. III. Que el sistema formado por el péndulo y su base está en movimiento respecto de las estrellas fijas. ¿Cuál(es) de las afirmaciones es o son correcta(s)? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo I y III E. I, II y III

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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3 1

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Evaluación Unidad 3

FUERZA Y MOVIMIENTO

12. ¿En cuál de las siguientes situaciones se producirá una deformación permanente? A. Al aplastar un globo inflado. B. Al estirar suavemente un elástico. C. Al comprimir un resorte. D. Al presionar un trozo de greda. E. Al apretar una pelota de goma. 13. Gabriel necesita encontrar un material que al aplicarle una fuerza tenga una deformación momentánea. ¿Qué puede utilizar? A. Un alambre de cobre. B. Plastilina. C. Un elástico de billetes. D. Un papel. E. Un plumón de pizarra. 14. Dos amigos quieren construir un dinamómetro utilizando un resorte, ¿qué características debería tener este resorte? I. Que al disminuir su longitud no se evidencie el efecto de la fuerza restauradora. II. Que al aumentar su longitud se observe la acción de la fuerza restauradora. III. Que al disminuir su longitud se manifieste la fuerza restauradora. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. Solo II y III E. I, II y III 15. El resorte que se muestra en la imagen cumple con la ley de Hooke. Javiera le cuelga una masa de 250 g y se estira 2 cm, ¿cuál será su estiramiento si cuelga una masa de 100 g? Considera g = 10 m/s2.

16. Cuando se aplica una fuerza de 50 N sobre un resorte este se estira 2 cm, ¿cuál es el valor de la fuerza restauradora que opone el resorte? A. 50 N, en la misma dirección que la fuerza aplicada. B. −50 N, en la misma dirección que la fuerza aplicada. C. −50 N, en dirección perpendicular a la fuerza aplicada. D. 50 N, en dirección perpendicular a la fuerza aplicada. E. −25 N, en dirección perpendicular a la fuerza aplicada. 17. ¿Qué sucede cuando se sobrepasa el límite de elasticidad de un resorte? I. No se cumple la ley de Hooke. II. El resorte no volverá a su forma original. III. La fuerza restauradora deja de ser proporcional a la elongación. ¿Cuál(es) de las afirmaciones es o son correcta(s)? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo I y III E. I, II y III 18. En una clase de Física un grupo de estudiantes realiza la comprobación de la ley de Hooke, usando un resorte y colgando en él masas de diferentes valores. A partir de los datos obtenidos, construyeron el siguiente gráfico: Fuerza (N)

40 30 20 10

x0

4x

A. 0,8 cm B. 1,25 cm C. 1,6 cm D. 2,5 cm E. 4 cm 112

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

0

4

8

12 16

∆x (cm)

Si el resorte cumple con la ley de Hooke, ¿cuál es el valor de la constante de elasticidad del resorte? A. 10 N/cm B. 4 N/cm C. 2,5 N/cm D. 0,4 N/cm E. 0,6 N/cm

A partir del siguiente enunciado, responde las preguntas 19 y 20. Un grupo de estudiantes realizó un experimento, en el que aplicaron diferentes fuerzas sobre un resorte y midieron su estiramiento en cada caso, registrando los datos en la siguiente tabla: Fuerza (N)

Elongación (cm)

10

2,5

x

5

30

y

40

10

19. Si el resorte cumple con la ley de Hooke y se encuentra en su rango de elasticidad, ¿cuáles son los valores que faltan en la tabla? A. x = 20; y = 7,5 B. x = 15; y = 7,5 C. x = 7,5; y = 7,5 D. x = 7,5; y = 20 E. x = 20; y = 20 20. ¿Cuál es el valor de la constante de elasticidad del resorte? A. 0,4 N/cm B. 0,25 N/cm C. 4 N/cm D. 5 N/cm E. 7,5 N/cm Desarrollo Responde las siguientes preguntas de desarrollo en una hoja en blanco. 21. Un camión viaja por la carretera y a su derecha un automóvil va a la misma velocidad, ¿cómo perciben el movimiento del camión los ocupantes del automóvil? Explica.

24. El péndulo de Foucault permitió comprobar el movimiento de rotación de la Tierra. Propone un procedimiento experimental que permita replicar el péndulo de Foucault. 25. Señala dos ejemplos de deformaciones momentáneas y dos de deformaciones permanentes, indicando las características de cada cuerpo. 26. Camila estira un resorte y al soltarlo este vuelve a su largo y forma original, ¿cómo explicarías lo sucedido con el resorte? 27. El siguiente gráfico muestra el estiramiento de un resorte al aplicarle diferentes fuerzas. Fuerza (N) 10 N

0

Elongación (cm)

¿Qué sucede al superar la fuerza de 10 N? Explica. 28. Dos amigos quieren construir una balanza, ¿podrían utilizar un dinamómetro para hacerlo? ¿Qué deberían hacer para que el valor entregado sea la masa y no el peso? Explica. 29. ¿Cómo le explicarías a un compañero lo que es una teoría? 30. ¿Cuál es la diferencia entre una teoría, una ley y una hipótesis? Explícalo usando como ejemplo los contenidos vistos en la unidad.

22. Dos amigos, Hernán y Fernando, andan en bicicleta en un parque. En cierto instante pasan frente a Gabriela que se encuentra sentada en una banca. Si la velocidad de Fernando con respecto a Gabriela es de 20 m/s y la de Hernán con respecto a Gabriela es de −10 m/s, ¿cuál será la velocidad de Hernán con respecto a Fernando? 23. ¿Qué fue lo planteado por Galileo en su teoría de la relatividad del movimiento? Explica.

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3

Solucionario Unidad 3

FUERZA Y MOVIMIENTO

Texto del estudiante Inicio de unidad (Página 115) 1. Debido a que su posición respecto de él o de otros cuerpos varía en el tiempo. 2. La niña en el triciclo, los estudiantes que caminan, la joven en bicicleta. Esto se puede inferir de la acción que se representa, que involucra un cambio de posición respecto de un marco de referencias. 3. El instrumento que emplea el vendedor es una pesa. Esta funciona mediante la deformación de un resorte que se encuentra en su interior. Activa tus aprendizajes previos (Páginas 116 a 118) ¿La luz se mueve en línea recta? (Página 116) ɔ Algunos conceptos relacionados con la fuerza y el movimiento y que se pueden desprender de la lectura son: trayectoria rectilínea, fuerza de atracción gravitacional y posición. ɔ El hecho de que el espacio se encuentre curvado por la masa, hace prácticamente imposible que una nave espacial se mueva con una trayectoria perfectamente rectilínea. ¿Cómo se determina la posición de un objeto sobre la Tierra? (Página 117) ɔ Para determinar la velocidad de quien porta un GPS, el satélite registra la posición de este en intervalos iguales de tiempo. Esto permite registrar los cambios en la posición y determinar la velocidad media de quien porta el GPS. ɔ Para determinar la posición de un objeto cercano o lejano, se debe optar por un sistema de referencias y asociar a él un sistema de coordenadas. Prótesis elásticas (Página 117) ɔ Algunos conceptos necesarios para comprender el texto son: elasticidad, flexibilidad, fuerza, impulso y energía, entre otros. Analizando procedimientos científicos (Página 118) ɔ 16 cm ɔ Lo recomendable es graficarlos en una dispersión de puntos. ɔ Tres mediciones son insuficientes para establecer de forma confiable una relación entre dos variables.

b. Dadas las calles disponibles, no existe otro trayecto más corto. Sin embargo, existen trayectos en los que deben caminar una distancia similar. c. De no existir calles en el mapa, sería prácticamente imposible orientarse. Actividad: Determinando la ubicación de un atleta (Página 122) a. Coordenadas del atleta vestido de rojo: (20 m, 10 m); coordenadas aproximadas del atleta vestido de azul: (10 m, 15 m). b. Para inferir el sentido del movimiento, se deben conocer al menos dos posiciones del atleta, relativas a un punto de referencia. c. El atleta vestido de rojo. Aplica (Página 123) a. Distancia = 1050 m; desplazamiento = 450 m. b. Rapidez = 0,875 m/s; rapidez = 0,375 m/s. Taller de ciencias (Páginas 124 y 125) Análisis e interpretación de evidencias a. La trayectoria dibujada fue una línea recta sobre la superficie circular. b. Percibiríamos la oscilación del péndulo, de igual modo a que si la base no girara. c. Debido a la composición de dos movimientos, el del péndulo y el de la rotación de la base. Conclusiones a. Los dos experimentos son análogos, dado que en ellos observa un movimiento compuesto por una oscilación y por una rotación. b. Que la Tierra es un sistema que no se encuentra en reposo, sino que rota. c. Experimentos como el realizado por Foucault permiten demostrar hechos físicos no observables de forma directa, como es el caso de la rotación de la Tierra. Actividad: ¿Trayectoria curva o recta? (Página 126) a. El cuerpo describe una trayectoria rectilínea. b.

Lección 5: La relatividad del movimiento Me preparo para aprender (Página 120) a. Algunos conceptos relacionados con el movimiento y que están presentes en la situación descrita son: posición, rapidez, trayectoria y distancia recorrida.

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Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Trayectoria del objeto, desde el punto de vista del estudiante que lo dejó caer mientras caminaba.

Trayectoria del objeto, desde el punto de vista de los estudiantes que se encontraban inmóviles.

3 1 c. La distancia recorrida por el cuerpo fue menor para el observador en movimiento respecto del suelo, en relación con los observadores que se encontraban inmóviles, respecto del suelo, en cuyo caso, el cuerpo recorrió una mayor distancia respecto de ellos. d. El movimiento depende de sistema de referencia que se elija. De esta forma, la trayectoria de un objeto será diferente en los didtintos sistemas de referencia. Actividad: Velocidad desde distintos observadores (Página 128) a. Algunos conceptos involucrados en la situación son: trayectoria, posición, sentido del movimiento y velocidad. b. Si asumimos que la velocidad de Sandra respecto de Lucía es de 2 m/s, entonces, la velocidad de Carlos respecto de Lucía es de –2 m/s. c. Sandra ve pasar a Carlos a una velocidad de –4 m/s. El sentido del movimiento se asignó en el punto anterior. Taller de estrategias (Páginas 130 y 131) Desafío 1. a. Respecto de Carla, la rapidez del automóvil es de 70 km/h y la de la camioneta es de 125 km/h. b. La velocidad del automóvil respecto de la camioneta es de –55 km/h. 2. La velocidad del ciclista vestido de azul respecto del de amarillo es 0 m/s. Es decir, para el ciclista amarillo, el de azul se encuentra en reposo. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 132 y 133) 1. Para el primer sistema de coordenadas, la posición de la chinita es (1 cm, 2 cm). Para el segundo sistema de coordenadas, la posición de la chinita es –2 m. 2. El espejo retrovisor se encuentra en reposo respecto de Claudia y los postes se encuentran en movimiento respecto de ella. 3. La distancia recorrida por Sebastián fue de 7 m y su desplazamiento fue de 5 m. 4. La magnitud de la velocidad del segundo bus respecto de aquel en que viaja Natalia es de 170 km/h. 5.

7. La velocidad del furgón respecto del camión es de 7 km/h. Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 122, 123 y 128.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 122, 123, 128 y 131.

Lección 6: Fuerza y elasticidad Me preparo para aprender (Página 134) a. Algunos de los efectos de las fuerzas son: cambios en la forma de los cuerpos sobre los que actúan (permanentes o momentáneos) y cambios en el estado de movimiento. b. El alambre mantuvo los cambios en su forma una vez que la fuerza dejó de actuar. El resorte, en cambio, recuperó su forma original una vez que la fuerza dejó de actuar. La capacidad de recuperar o no la forma depende de la estructura interna de cada uno de los materiales. Actividad: Capacidad de los materiales para recuperar su forma (Página 136) a. Algunos conceptos necesarios son el de fuerza, el de elasticidad y el de flexibilidad. b. Para fuerzas de baja magnitud, todos los materiales experimentaron deformaciones momentáneas. c. El palito de helado debería experimentar primero una deformación permanente (más precisamente una ruptura). d. La capacidad que tiene un material para experimentar una deformación elástica, se relaciona con la energía potencial elástica que enlaza a sus moléculas. Actividad: ¿Hasta qué punto se puede estirar o comprimir un resorte? (Página 137) a. Al enrollar el alambre, este se convirtió en un resorte. b. Debido a que el resorte sobrepasó su límite de elasticidad. Dependiendo de la magnitud de la fuerza, este hecho puede suceder con todos los resortes. Taller de ciencias (Páginas 138 y 139)

Trayectoria de la maleta respecto de Camila.

Trayectoria de la maleta respecto de Ramiro.

6. La explicación de Pedro es incorrecta. La velocidad del segundo ciclista respecto del primero será de –12 m/s.

Análisis e interpretación de resultados a. Ambos gráficos (masa en función de la elongación y peso en función de la elongación) corresponden a una recta. b. La relación entre las variables de ambos gráficos es directamente proporcional. c. Esta respuesta depende de los valores utilizados.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Solucionario Unidad 3

FUERZA Y MOVIMIENTO

Conclusiones y evaluación a. La fuerza es directamente proporcional a la elongación. Esto es: F = α · L (F: fuerza; L: elongación). b. Esta respuesta depende de la hipótesis planteada. c. Algunos errores de procedimiento comunes son: errores de medición, errores de registro y errores de cálculo. d. Las evidencias son fundamentales al momento de validar una ley. Estas dan cuenta de la veracidad y predictibilidad del modelo matemático asociado a ella. Procesa datos (Página 140) a. La fuerza aplicada aumentó en una proporción de 1 N y la elongación se incrementó en una proporción de 3 cm. b. k = 0,0033 (N/m). Sintetiza (Página 141) Si bien, un mapa conceptual es una construcción individual, el que se solicita debe incluir nociones como sistema de referencia, los parámetros que permiten describir la posición de un cuerpo, la relatividad de la trayectoria y de la velocidad, la fuerza, las deformaciones permanentes y momentáneas, entre otros.

5. Los ejemplos entregados por Roberto a su hermana Alejandra no son correctos. Para convertirlos en correctos se deben invertir, es decir, el ejemplo que se relaciona con el cambio permanente corresponde a un cambio momentáneo y el ejemplo que se menciona como cambio momentáneo, corresponde a uno permanente. 6. Un dinamómetro funciona en base a la propiedad de algunos resortes, cuya deformación es proporcional a la fuerza aplicada sobre ellos. Este hecho se conoce como ley de Hooke. Gracias a esto, los dinamómetros son utilizados para medir fuerzas. 7. k = 2,5 N/cm Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Revisa nuevamente junto a una compañera o compañero las páginas 134 a 141.

Por lograr

Revisa nuevamente junto a una compañera o compañero las páginas 134 a 141. Además, desarrolla otra vez las actividades de las páginas 140 y 141.

Desafío (Página 141) Elongación (cm)

5

2

10

4

15

6

Reflexiona (Página 143) El desarrollo de la ciencia marcó un punto de inflexión en el siglo XVII, ya que la consolidación del pensamiento científico permitió explicar y comprender fenómenos que antes se desconocían. A su vez, el desarrollo de la ciencia desencadenó una serie de avances técnicos que permitieron iniciar un cambio en la forma de vida de la sociedad de la época. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 144 y 145) 1. x = 5 cm 2. El resorte no pudo recuperar su forma, debido a que sobrepasó su límite de elasticidad. 3. Fuerza (N)

Elongación (cm)

6

1

12

2

18

3

30

5

4. Algunos materiales tienen la capacidad de recuperar su forma debido a la cantidad de enlaces que existen entre sus moléculas. Cuanto mayor sea la cantidad de enlaces, más fácilmente un material recuperará su forma. 116

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

Consolida tus aprendizajes (Páginas 150 a 153) 1. a. Si la fuerza aplicada se encuentra dentro del rango, el resorte experimenta una deformación momentánea. b. Las fuerzas también producen deformaciones permanentes y cambios en el estado de movimiento de los cuerpos. c. Fuerza restauradora. d. El peso. e. Existen resortes de tracción, de compresión y de torsión. f. Los resortes poseen una infinidad de aplicaciones. De hecho, la mayoría de los sistemas mecánicos los poseen. Algunos de sus usos comunes se pueden apreciar en los amortiguadores de los automóviles, en los dinamómetros y en lápices de punta retráctil. g. La ley de Hooke. Esta es válida cuando el resorte opera dentro su rango de elasticidad. 12 2. a. 10 Fuerza (N)

Fuerza (N)

Actividad sugerida

Logrado

8 6 4 2 0

1

2 Elongación (cm)

3

4

3 b. Dado que la tendencia es lineal, el resorte cumple con la ley de Hooke. c. La constante de elasticidad es aproximadamente de 3,16 N/cm. 3. a. Aproximadamente 4,75 cm. b. Aproximadamente 11,7 N. c. Fuerza (N)

Elongación (cm)

0

0

1

0,32

4

1,26

6

1,9

7

2,21

4. a. Las principales fuentes de error en estos casos corresponden a errores de medición y de registro. b. Para analizar cómo se relacionan dos variables a partir de una serie de mediciones, se debe obtener la mayor cantidad de datos posible. 5. El conductor observará al tren acercarse con una rapidez de 170 km/h de magnitud. 6. a. La posición inicial es (5 cm, 0 cm) y la posición final es de (0 cm, 5 cm). b. La distancia recorrida coincide con el módulo del desplazamiento. Ambas magnitudes son iguales a 7,07 cm. 7. La figura que observará alguien al costado de la vía es:

8. La persona será observada a una velocidad de 80 km/h. 9. a. k = 2,8 N/cm b. F = 16,8 N Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Guía didáctica del docente Actividad 1 (Página 99) a. Existe una relación lineal entre la elongación y la fuerza ejercida sobre el resorte, por lo tanto, cumple con la ley de Hooke. b. La ley de Hooke es F = k 4x, para el resorte graficado _  4x es: F =  2 3 c. Al aplicarle una fuerza de 10 N, el resorte se estiraría 15 cm. Actividad 2 (Página 99) a. Cada resorte soporta 225 kg y considerando g = 10 m/s2, la constante de elasticidad de cada resorte es 450 N/cm. b. Se debe sumar a la masa del automóvil los 400 kg que puede soportar, por lo tanto ahora cada resorte soportará 335 kg. En estas condiciones, el resorte se comprime aproximadamente 7,2 cm. Ficha de refuerzo - Lección 5 (Página 104) 1. Gato A: −1 cm; Gato B: 2 cm. 2. Si el sistema de referencia es el observador dentro del auto, el entorno se mueve respecto al auto. Si el sistema de referencia es la carretera, el auto se mueve respecto a ella. 3. La distancia recorrida por Javiera es de 400 m y su desplazamiento es 0. 4. a. Francisca se acerca a Felipe hasta encontrarse y luego se aleja de ella. b. Considerando como sentido positivo hacia la derecha, la velocidad de Felipe con respecto a Francisca es −22 m/s. c. Considerando como sentido positivo hacia la derecha, la velocidad de Francisca con respecto a Felipe es 22 m/s. 5. ɔ Cuando el sistema de referencia es el conductor del tren. Cobrador de boletos

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las evaluaciones de las páginas 132 y 144.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 122, 123, 131 y 140. Además, desarrolla nuevamente las evaluaciones de las páginas 132 y 144.

Conductor

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Solucionario Unidad 3

FUERZA Y MOVIMIENTO

ɔ Cuando el sistema de referencia es un observador inmóvil fuera del tren.

Tren Cobrador de boletos Conductor

Observador en el andén

6. Ambos objetos se mueven en la misma dirección y sentido, y la magnitud de ambas velocidades es la misma. 7. Considerando que ambos caballos se mueven en la misma dirección y sentido, la velocidad del caballo con respecto al otro es de 0,5 km/h. Ficha de profundización - Lección 5 (Páginas 105) 1. Gato A: (−2, 1) cm; Gato B: (2, 0) cm. 2. a. Si el sistema de referencia está situado en el Sol, tú y la Tierra se mueven. Si el sistema de referencia está ubicado en la Tierra, ni tú ni la Tierra estarán en movimiento. b. En el caso de que el sistema de referencia esté situado en la Tierra, el Sol se moverá. 3. Cuando la trayectoria es rectilínea en un mismo sentido. 4. Si tomamos como sistema de referencia el control policial, entonces el bus y el auto viajan a exceso de velocidad. 5. Un observador inmóvil a un costado del camino verá una trayectoria similar a la siguiente:

Un observador que se mueve a un costado del auto con la misma velocidad que este, verá una trayectoria como la siguiente:

118

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

6. Algunos ejemplos que pueden describir sus estudiantes son: ɔ Un bote que se mueve en un río en la misma dirección que la corriente del río: la velocidad con respecto al río será distinta a la velocidad con respecto de un observador en reposo a la orilla. ɔ Lanzar una pelota dentro de un autobús: la velocidad de la pelota con respecto al bus será distinta a la velocidad con respecto a un observador en reposo afuera del bus. 7. Considerando como sentido positivo hacia la derecha, la velocidad de Romina con respecto a Sebastián es de 67 Km/h. Ficha de refuerzo - Lección 6 (Páginas 106) 1. El valor de la fuerza F es 3 N. 2. Cuando se sobrepasa el límite de elasticidad de un resorte, se deja de cumplir la ley de Hooke, por lo que no podremos predecir con exactitud que pasará con el resorte. Además, el resorte comenzará a deformarse de forma permanente. 3. La elongación del resorte al aplicarle una fuerza de 4 N es de 16 cm. 4. Que un material tenga propiedades elásticas quiere decir que puede deformarse al aplicarse una fuerza sobre él y volver a su forma original al dejar de aplicar la fuerza deformadora. Algunos ejemplos que pueden dar sus estudiantes son: resorte y bandas elásticas. 5. En el caso de la plasticina habrá una deformación permanente, ya que esta no volverá a su forma original al dejar de aplicar la fuerza. En el caso del globo, habrá una deformación momentánea, ya que este volverá a su forma original al dejar de aplicar la fuerza. 6. El resorte cumple la ley de Hooke, por lo tanto al estirarse este, su elongación será proporcional a la fuerza medida por el dinamómetro. 7. Considerando que el resorte se encuentra dentro del rango de elasticidad, la constante de elasticidad será 5 N/cm. Ficha de profundización - Lección 6 (Páginas 107) 1. El valor de la constante de elasticidad del resorte es 1 N/cm. 2. El resorte deja de cumplir con la ley de Hooke al ser sobrepasado su límite de elasticidad, por lo que hay deformación permanente. 3. El resorte no cumple con la ley de Hooke, ya que entre los datos no hay una relación lineal. Sus estudiantes pueden mencionar que esto se puede deber a que el resorte ha sobrepasado su límite de elasticidad, a que no cumple la ley de Hooke o a errores en las mediciones.

3 4. Basta con tomar cada uno de los objetos mencionados por Franco y someterlos a fuerzas de deformación y luego dejar de aplicarlas para observar los resultados. Sobre esta base, la plasticina no tiene propiedades elásticas, mientras que los elásticos y resortes sí las tienen. 5. Es correcta la afirmación para cuerpos que no poseen propiedades elásticas. Sin embargo, sus estudiantes pueden mencionar que cuando una fuerza deja de actuar sobre un material con propiedades elásticas, este recuperará su forma, siempre que no se haya sobrepasado su límite elástico. 6. Sus estudiantes pueden proponer diversos procedimientos y una opción es la que se presenta a continuación: ɔ Conseguir los siguientes materiales: resorte con ganchos en sus extremos, masas, regla, 1 clavo y un trozo de madera. ɔ Primero se debe determinar experimentalmente la constante de elasticidad del resorte utilizando las masas y la regla. ɔ Luego, fijar el clavo en el trozo de madera y colgar el resorte de este, marcar el largo natural del resorte como el punto de referencia. ɔ Marcar las distancias para 1 N, 2 N y así sucesivamente, para realizar una escala. ɔ Luego, se puede utilizar para medir fuerzas, ya sea colgando objetos o tirándolos. 7. Para poder determinar la constante de elasticidad de un resorte, es necesario conocer la elongación del resorte para cierta fuerza aplicada, que esté dentro de su rango de elasticidad. Desafío complejo - Lección 5 (Páginas 108) a. La posición inicial y final del chanchito de tierra se puede indicar dando el par ordenado según el sistema cartesiano. b. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de los resultados obtenidos. Deben indicar la unidad de medida asociada al sistema de coordenadas cartesiano, puede ser en centímetros o metros. c. Algunas respuestas de sus estudiantes pueden ser: sistemas referenciales bidimensional o tridimensional. Además, podrían conocer el sistema de coordenadas polares. d. Las respuestas dependerán de cada estudiante. e. Para determinar el módulo de la velocidad basta con conocer la distancia de la línea recta que une el punto inicial con el final, y el tiempo transcurrido. Para determinar la rapidez se puede seguir la trayectoria del chanchito de tierra con un plumón para medir el recorrido y medir el tiempo transcurrido, y con ambos datos calcularla. f. No sería la misma, ya que los dos chanchitos se mueven, por lo tanto, la velocidad será diferente en este nuevo sistema de referencia.

g. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de sus intereses. h. Esta técnica puede utilizarse para describir una infinidad de movimiento, por lo tanto, las respuestas de sus estudiantes serán variadas. Desafío complejo - Lección 6 (Páginas 109) a. Método 1: La pendiente corresponde al valor de la constante de elasticidad. (4π2) Método 2: La pendiente corresponde a ____. k b. La constante de elasticidad en ambos casos deberían ser iguales. Sin embrago, las posibles diferencias pueden atribuirse a errores en la medición, en los cálculos o haber sobrepasado el límite de elasticidad del resorte al realizar las mediciones. c. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas y dependerán de cómo se haya realizado la actividad. d. En esta experiencia se demuestra que existe más de una forma para modelar el comportamiento de un resorte. e. Es importante, ya que la falta de rigurosidad resta exactitud a las mediciones, con lo que se obtienen resultados que no son fiables. f. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas. Podrían mencionar el uso de otros materiales elásticos, como por ejemplo, un elástico. Evaluación Unidad 3 (Páginas 110 a 113) Selección múltiple 11. D 1. D 12. D 2. A 13. C 3. D 14. D 4. D 15. A 5. D 16. B 6. B 17. E 7. E 18. C 8. B 19. A 9. C 20. C 10. E Desarrollo 21. La velocidad relativa del camión con respecto al auto será cero. Por ende, los ocupantes del automóvil verán que el camión no se mueve con respecto a ellos. 22. La velocidad de Hernán con respecto a Fernando es de −30 m/s. 23. Galileo planteó una serie de ecuaciones que permitían describir el movimiento de un cuerpo desde un sistema de referencia que se mueve con velocidad constante respecto a otro que está en reposo, siempre y cuando el tiempo cero de ambos sistemas coincida.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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FUERZA Y MOVIMIENTO

Unidad 3 ∙ Fuerza y movimiento

u rs o d i g

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Recursos digitales complementarios Las respuestas de los recursos digitales complementarios las encontrará en documento informativo de cada RDC, en la sección “Apoyo al docente”.

it a l

120

30.Una hipótesis es una suposición acerca de la consecuencia producto de cierta acción, y su validez debe ser comprobada. Una ley es una relación que está demostrada científicamente y que es de aplicación universal bajo ciertas condiciones. La ley de Hooke, por ejemplo, es válida para todo cuerpo que tenga propiedades elásticas mientras se esté en el límite de elasticidad del material que lo compone. Una teoría es un conjunto de definiciones, postulados, principios y leyes que dan cuenta de un fenómeno y permite realizar predicciones con respecto a este. Por ejemplo, para la relatividad del movimiento existen diversas teorías que fueron aceptadas por la comunidad científica de su época, entre estas, la relatividad del movimiento de Galileo o la relatividad especial y general de Einstein.

com

24. Sus estudiantes pueden proponer diferentes procedimientos experimentales. Pueden guiarse por el desarrollado en el Taller de ciencias de las páginas 124 y 125 del Texto del estudiante. 25. Algunos ejemplos que pueden mencionar sus estudiantes son: ɔ Deformaciones momentáneas: resorte estirado, globo aplastado. ɔ Deformaciones permanentes: barra de plasticina doblada, auto deformado luego de una colisión. 26. La fuerza restauradora del resorte, producto de sus propiedades elásticas, hace que este vuelva a su forma original luego de que Camila lo suelta. 27. El resorte cumple con la ley de Hooke hasta aplicarle una fuerza de 10 N; al superar este valor, el resorte sobrepasa su límite de elasticidad. 28. Si pueden utilizar un dinamómetro, modificando los valores de la escala, dividiéndolo por el valor de la aceleración de gravedad, obtendrían el valor de la masa. 29. Una teoría es un conjunto de definiciones, postulados, principios y leyes que dan cuenta de un fenómeno y permite realizar predicciones con respecto a este.

Rec

Solucionario Unidad 3

3 Bibliografía Disciplinar Lección 5: La relatividad del movimiento ɔ French, A. (2002). Relatividad especial. España: Editorial Reverté, S. A. ɔ Hacyan, S. (2013). Relatividad para estudiantes de física. México: Fondo de Cultura Económica. ɔ López, A. (1997). Teorías de la relatividad del movimiento uniforme. España: Servicio de Publicaciones Universidad de Oviedo. ɔ Torregrosa, A. (2010). Relatividad y universo: relatividad y cosmología básicas. España: Editorial Club Universitario.

Didáctica Lección 5: La relatividad del movimiento ɔ Sagastizabal, M., Perlo, C., Pivetta, B. y San Martín, P. (2009). Aprender a enseñar en contextos complejos. Buenos Aires: Centro de Publicaciones Educativas y Material Didáctico. ɔ Tricárico, H. (2007). Didáctica de las ciencias naturales, ¿cómo aprender? ¿Cómo enseñar?. Buenos Aires: Editorial Bonum.

Lección 6: Fuerza y elasticidad ɔ Burbano, E., García, C. y Burbano, S. (2003). Física general. España: Editorial Tébar S. L. ɔ Serway, R. y Jewett, J. (2008). Física para ciencias e ingeniería. México: Cengage Learning Editores. ɔ Tipler, P. y Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología. España: Editorial Reverté S. A.

ɔ Pozo, J. y Gómez, M. (2006) Aprender a enseñar ciencia. Madrid:

Lección 6: Fuerza y elasticidad

ɔ Jiménez, M., Caamaño, A., Oñorbe, A., Pedrinaci, E. y De Pro, A. (2007). Enseñar ciencias. Barcelona: Editorial Graó. Ediciones Morata S. L.

Webgrafía Disciplinar Lección 5: La relatividad del movimiento ɔ Animación sobre la velocidad relativa, permite cambiar las velocidades y el sistema de referencia. http://www.educaplus.org/movi/2_8movrelativo.html ɔ Recurso digital para trabajar la relatividad del movimiento. http://www.edumedia-sciences.com/es/media/476 ɔ Video sobre el péndulo de Foucault. https://www.youtube.com/watch?v=gW1-SGmxAS0 Lección 6: Fuerza y elasticidad

ɔ Animación para trabajar la ley de Hooke. ɔ

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/ 4esofisicaquimica/4quincena3/4q3_index.htm Recurso digital para trabajar le ley de Hooke. http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recurso/ ley-de-hooke-educaplusorg/f85a3c17-83db-41e3-b0ffdaec8392739d

Didáctica Lección 5: La relatividad del movimiento ɔ Alfin-EEES es un portal interactivo para aprender a aprender. http://www.mariapinto.es/alfineees/competencias.htm ɔ Portal de revistas académicas de la Universidad de Costa Rica. http://www.revistas.ucr.ac.cr/index.php/educacion ɔ Documento con los Objetivos Fundamentales Transversales de enseñanza media. http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=116857 Lección 6: Fuerza y elasticidad

ɔ Propuesta didáctica para trabajar la ley de Hooke. ɔ

http://didactalia.net/comunidad/materialeducativo/recurso/ masas-y-muelles-hacia-la-ley-de-hooke/14b538d2-7f92-4fba994f-1ed87a671bb6 Documentos sobre gestión educativa y otros temas. http://www.gestionescolar.cl/component/ users/?view=login& return=aHR0cDovL3d3dy5nZXN0aW9uZXNjb2xhci5jbC9iaW JsaW90ZWNhLWdlc3Rpw7NuLWVkdWNhdGl2YS5odG1s

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

121

4

U n i d a d

EL DINAMISMO DE LA TIERRA Tiempo estimado: 15 horas

Propósito de la unidad La unidad El dinamismo de la Tierra tiene el propósito de que los estudiantes comprendan los aspectos esenciales de la dinámica de la corteza terrestre, su origen, consecuencias y las medidas de seguridad que se deben tomar frente a la ocurrencia de un sismo. Además, comprender la teoría de tectónicas de placas y cómo esta permite explicar muchos fenómenos geológicos. Igualmente, es importante que comprendan las características sísmicas de Chile. Junto con el trabajo de los contenidos, la unidad busca el desarrollo de habilidades de pensamiento científico, como identificación de hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, además del procesamiento e interpretación de datos. La unidad de Guía didáctica entrega un apoyo a la labor docente, de modo de facilitar la adquisición de los aprendizajes, habilidades y actitudes por parte de los y las estudiantes. Por esta razón, se entregan una serie de orientaciones didácticas, actividades e instancias de apoyo a la evaluación, de modo de complementar los objetivos propuestos en la unidad. Por otra parte, mediante esta unidad, se espera promover y apoyar el desarrollo de las siguientes habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales:

Habilidades De manera integrada con el desarrollo de los contenidos, en las actividades, Talleres de estrategias y Talleres de ciencias, la unidad promueve la adquisición de las siguientes habilidades: ɔ Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. ɔ Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. ɔ Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado con los temas del nivel, con énfasis en la construcción, por ejemplo, de teorías y conceptos complejos.

Actitudes Los aprendizajes involucran, además de la dimensión cognitiva, actitudes que contemplan el desarrollo en ámbitos personales, sociales, éticos y ciudadanos. En las actividades propuestas se promueven las siguientes actitudes: ɔ Manifiesta interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (A1) ɔ Valorar la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad. (A2) ɔ Valorar la importancia de las medidas de seguridad y autocuidado personal. (A3) ɔ Valorar las habilidades y actitudes que permiten integrar nuevos aprendizajes. (A4) ɔ Valorar el papel que desempeñan las evidencias en las ciencias. (A5) ɔ Presentar disposición a integrar nuevos aprendizajes. (A6) ɔ Trabajar en equipo y asumir el compromiso para llevar a cabo una tarea. (A7) ɔ Valorar la utilidad de los métodos de procesamiento de datos. (A8) ɔ Participar activamente en el desarrollo de un procedimiento. (A9)

122

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Objetivos Fundamentales Transversales (OFT) Los OFT integran las actitudes y valores, con el desarrollo de conocimientos y habilidades. En la unidad se promueven el logro de los siguientes: ɔ Manifestar interés por conocer más de la realidad y utilizar sus conocimientos al estudiar los fenómenos abordados en la unidad. (OFT 1) ɔ Valorar la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad. (OFT 2) ɔ Distinguir la importancia de las medidas de seguridad y de su cumplimiento. (OFT 3)

Conceptos previos Si bien muchos de los conceptos que se presentan en la unidad de El dinamismo de la Tierra están siendo abordados por primera vez, es posible que los estudiantes hayan tenido una aproximación formal en octavo año básico y en primer año medio, respecto de las siguientes nociones: ɔ El concepto de onda. ɔ Las capas de la Tierra y los fenómenos naturales que se producen en la litosfera.

Organización de los contenidos de la unidad de Texto del estudiante La unidad se organiza en dos lecciones. En la primera se explica la estructura de la Tierra y la teoría de la tectónica de placas para luego, en la segunda lección, describir las consecuencias del movimiento de estas placas. El siguiente esquema muestra una visión general de la organización de los contenidos de la unidad del Texto del estudiante. El dinamismo de la Tierra Lección 7: La dinámica de la litosfera

Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

¿Cómo es el interior de la Tierra?

¿Qué son y cómo se originan los sismos?

Los modelos del interior de la Tierra

¿Cómo se propaga un sismo?

El movimiento de los continentes

Los parámetros de un sismo

La teoría de la deriva continental La expansión del fondo oceánico La teoría tectónica de placas

Los efectos de los sismos Chile, un país sísmico Las placas tectónicas y el volcanismo El estudio de la dinámica terrestre en la historia Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

123

Planificación de la unidad

Tiempo estimado: 7,5 semanas

La siguiente propuesta de planificación considera los Aprendizajes Esperados (AE) y los Indicadores de Evaluación (IE) asociados a cada uno de ellos, que se desarrollan en cada lección de esta unidad del Texto del estudiante. Lección

Aprendizajes Esperados

Indicadores de Evaluación IE 1. Explican los modelos que permiten describir el interior de la Tierra.* IE 2. Analizan los efectos de la teoría de la deriva continental.*

7y8

IE 3. Localizan en un mapa las placas tectónicas de la Tierra e identifican Describir el origen, la dináel tipo de límite entre ellas.* mica y los efectos de sismos y erupciones volcánicas en IE 4. Explican el origen, la dinámica y los efectos físicos de la actividad sísmica en base a la tectónica de placas y a la liberación y propagatérminos del movimiento ción de energía en forma de ondas. de placas tectónicas y de la liberación y propagación de IE 5. Exponen el origen, la dinámica y los efectos físicos de la actividad energía. volcánica considerando la tectónica de placas y a la liberación y propagación de energía en forma de ondas y calor. IE 6. Fundamentan con información del país los efectos de las catástrofes sobre la sociedad y el ambiente.

8

Distinguir los parámetros que se usan para determinar la actividad sísmica y las medidas que se deben tomar ante este tipo de manifestaciones geológicas.

Notas:

124

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

IE 7. Caracterizan los parámetros básicos que describen la actividad sísmica (magnitud, intensidad, epicentro, hipocentro). IE 8. Diferencian las escalas sismológicas de Richter y de Mercalli. IE 9. Identifican las medidas de seguridad que se deben adoptar antes o durante un movimiento telúrico.

1 4 Lección

7y8

Aprendizajes Esperados Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.

Indicadores de Evaluación IE 10. Ordenan e interpretan datos, relacionándolos con las teorías y conceptos científicos del nivel. IE 11. Formulan explicaciones y conclusiones, integrando los datos procesados y las teorías y conceptos científicos en estudio. IE 12. Analizan evidencias respecto de una situación dada.*

* Corresponden a Indicadores de Evaluación incorporados o modificados según la propuesta editorial.

Notas:

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Orientaciones al docente Motivación para el aprendizaje “A veces no es que los alumnos no aprendan porque no estén motivados, sino que no están motivados porque no aprenden, y no aprenden porque su modo de pensar al afrontar las tareas es inadecuado, impidiendo la experiencia satisfactoria que supone sentir que se progresa, experiencia que activa la motivación. El hecho de que esto ocurra se ve producido, de acuerdo con Dweck y Elliot (1983), si el alumno, al afrontar una tarea, se fija sobre todo en la posibilidad de fracasar en lugar de aceptarla como un desafío y de preguntarse cómo puede hacerla, se centra en los resultados más que en el proceso que le permite alcanzarlos y considera los errores como fracasos y no como ocasiones de las que es posible aprender”. J. Alonso Tapia (2005)

126

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Inicio de unidad del Texto del estudiante

Páginas 154 a 159

Orientaciones metodológicas Entrada de unidad (Páginas 154 y 155) En la entrada de la unidad se propone el trabajo con una imagen del norte de Chile, específicamente del Morro de Arica; a partir de ella se busca que los y las estudiantes puedan evaluar sus aprendizajes previos. Pídales que identifiquen en su ciudad elementos relacionados con la prevención de una catástrofe, como es el caso de la señalética que indica la dirección de evacuación en caso de tsunami. En el caso de que para sus estudiantes no sea cercana esta escena, puede proponer otras imágenes o también un mapa de Chile indicando los volcanes más activos, entre ellos el LLaima, Calbuco y Villarica. Pregunte a sus estudiantes: ¿por qué creen que existen zonas con más volcanes activos que otras?, ¿qué puede producir las erupciones volcánicas? Por otra parte, se busca acercar a sus estudiantes a los contenidos de la unidad, mediante el reconocimiento de sus intereses y motivaciones. Pida a los y las estudiantes que describan la imagen, identificando los fenómenos asociados y a partir de estos, respondan las preguntas planteadas. Por último, pida a un estudiante que lea la información descrita en la tabla de la página 155 del Texto del estudiante. Comenten en un plenario sobre la importancia de saber lo que se aprenderá y con qué finalidad.

1 4 Activa tus aprendizajes previos

Páginas 156 a 158

En estas páginas se presentan diversos textos con el fin de que los estudiantes reconozcan y registren sus ideas previas respecto de la actividad sísmica y volcánica del planeta. Para ello, se proponen temas contingentes de manera que puedan expresar sus conocimientos a partir de situaciones cotidianas y/o cercanas y de interés.

Página 159

Está página tiene como propósito el desarrollo de la metacognición de los y las estudiantes, de manera que ellos puedan ser agentes activos del proceso de enseñanza y aprendizaje, centrándose en cómo lograrán desarrollar los contenidos. En la sección Descubre tus motivaciones tiene como propósito que los estudiantes identifiquen sus motivaciones relacionadas con el aprendizaje de los fenómenos de la litosfera. Para complementar pregúnteles ¿qué fenómeno les gustaría explicar al final de la unidad?, ¿por qué les gustaría aprender estos contenidos? Utilice también esta instancia para conectar la motivación al aprendizaje con lo expuesto en la cita de la página anterior, respecto de la frustración y el error. Indague las ideas de sus estudiantes planteando la siguiente situación: “Pablo, en un experimento, esperaba observar que los sismos producen efectos en la superficie. Para esto creó el siguiente modelo: sobre una cartulina puso casas y edificios con el fin de representar una ciudad. Luego, comenzó a mover la mesa donde estaba el modelo y observó que todo se destruía al hacer un leve movimiento. Pablo afirmó que esto era un error porque no representa la realidad. A partir de esta afirmación, Pablo modificó su modelo hasta lograr representar las consecuencias de los sismos en la superficie”. Luego de la lectura de esta situación, plantee a sus estudiantes las siguientes preguntas: ¿qué hubiera pasado si Pablo no se da cuenta del error?, ¿cómo consideró el error?, ¿se frustró al no obtener el resultado esperado? En la sección Planifica tu trabajo se insta a que los y las estudiantes establezcan un plan de acción para enfrentar esta unidad, mediante la elaboración de estrategias de aprendizaje y el establecimiento de metas. Aproveche de indicar las diferencias entre técnicas y estrategias. La primera hace referencia a herramientas de estudio como los resúmenes, los organizadores gráficos, los esquemas y las estrategias; incluyan las motivaciones, las metas esperadas, los intereses y las técnicas.

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RDC Utilice el RDC de inicio para trabajar con sus estudiantes sus conocimientos previos relacionados con la actividad sísmica y sus consecuencias en las personas y en el medio ambiente.

Rec

Utilice esta instancia para comentar a los y las estudiantes la importancia del estudio de estos temas pues les permitirán conocer las causas y consecuencias de algunos fenómenos naturales. Y con esto, se pueden establecer los protocolos de emergencia y de seguridad para enfrentar estos eventos naturales. Promueva la idea en sus estudiantes que no existen respuestas incorrectas ni errores, pues estas actividades buscan indagar en las ideas previas y preconceptos. Apóyese en lo propuesto por J. Alonso Tapia en la cita de la página anterior, para describir el error y el fracaso como una oportunidad para construir nuevos aprendizajes. Antes de comenzar el trabajo con la primera actividad, de la página 156, pregunte a sus estudiantes qué conocen de este evento. Pueden mencionar que provocó una avalancha en el Everest, derrumbes de casas, etcétera. El trabajo con el texto sobre la actividad volcánica fuera de nuestro planeta, de la página 157, pretende que los y las estudiantes apliquen lo que saben de los volcanes en otros contextos. Complemente esta información, por ejemplo, mencionando que este fenómeno ocurre en los planetas rocosos. La actividad de la página 158, analizando un registro gráfico, pretende evaluar si los y las estudiantes han desarrollado la habilidad de interpretar y procesar información. Enfatice en la importancia de reconocer las variables y cómo estas interactúan. También si quiere complementar la actividad propuesta, puede realizar las siguientes preguntas a sus estudiantes: ¿tendrán todos los sismos el mismo tipo de registro?, ¿cómo creen que será la amplitud del movimiento en un sismo de grado 5?, ¿qué se puede concluir a partir del registro?

Antes de comenzar

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

127

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 7

Páginas 160 a 175 Tiempo estimado: 7 horas

LA DINÁMICA DE LA LITOSFERA Comprender que la superficie de la Tierra cambia en el tiempo.

Propósito:

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando con diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE Describir el origen, la dinámica y los efectos de sismos y erupciones volcánicas en términos del movimiento de placas tectónicas y de la liberación y propagación de energía. Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.

IE IE 1 IE 2

Actividad Me preparo para aprender (Pág. 160) Analiza y predice (Pág. 165) Identifica y analiza (Pág. 173)

Habilidades Relacionar - Inferir Analizar - Predecir Identificar - Analizar

A4/OFT 1 A1/OFT 1 A1/OFT 1

IE 3 Taller de estrategias IE 10 (Págs. 170 y 171)

Analizar - Construir A2/OFT 2 Interpretar información

Analizando hipótesis alternativas (Pág. 167) IE 12 Reconstruyendo un supercontinente (Pág. 164)

Analizar evidencias Contrastar Analizar evidencias Inferir

IE 11

En esta lección se trabajan los conceptos que permiten comprender que la superficie de la Tierra cambia en el tiempo, a partir de la teoría de la tectónica de placas, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, en los Talleres de estrategias, se modelan algunos movimientos de la litosfera. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

128

Actitudes/ OFT

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

A1/OFT 1 A5/OFT 2

4 Orientaciones metodológicas Activación de conocimientos previos Al iniciar la lección, muestre a los estudiantes las imágenes de un radar, un sonar y un ecógrafo y a partir de ellas, pregunte a los estudiantes: ¿qué tienen en común las imágenes?, ¿se puede conocer cómo es el interior de la Tierra usando instrumentos que utilicen un sistema similar para formar imágenes?

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Puede que los y las estudiantes no conozcan o recuerden el concepto de densidad; coménteles sobre su definición y unidad de medida y entrégueles algún ejemplo, como la densidad del agua y la del aire. Puede replicar la actividad propuesta y hacerla demostrativa, con el objetivo de que sus estudiantes evidencien que las sustancias se ordenan según su densidad.

¿Cómo es el interior de la Tierra?

Tierra. A partir de esta información, realice las siguientes preguntas a sus estudiantes: ¿cómo creen que era la relación entre la mujer y la ciencia a comienzos del siglo XX?, ¿cuáles fueron los aportes de Florencia Bascom?, ¿cómo el hecho de superar desafíos permite construir conocimiento?

Los modelos del interior de la Tierra

Páginas 162 y 163

Al revisar estas páginas puede proyectar los esquemas de los modelos para apoyar la explicación de las características de las capas. Explique los aportes de la sismóloga Inge Lehmann sobre las características del núcleo terrestre y también los realizados por Gutenberg. Complemente la revisión de las características de los modelos, mencionando los distintos límites y discontinuidades que se observan entre las placas como el límite entre la litosfera y la astenosfera o la discontinuidad de Repetti. Invite a los y las estudiantes que a partir de la estructura que tiene el interior del planeta, formulen explicaciones sobre cómo será la estructura interna de otros planetas rocosos y en los gaseosos.

Página 161

Al comenzar la revisión de estas páginas, motive a los y las estudiantes a que expresen sus ideas sobre la estructura interna de la Tierra. Para ello, muestre una imagen de la Tierra en su corte transversal y pregúnteles: ¿el interior de la Tierra es homogéneo?, ¿qué creen que ocurre con la temperatura a medida que aumenta la profundidad? Utilice la cápsula Científicas en la historia como una estrategia para mostrar a los y las estudiantes que el desarrollo de la ciencia se ha conseguido tanto por los aportes de hombres como de mujeres. Lean en conjunto la información de Inge Lehmann y pregunte a los estudiantes: ¿cuál fue el aporte de Lehmann?, ¿en qué contexto social ella desarrolló su investigación?, ¿en la actualidad crees existen las mismas condiciones para las mujeres en el área de la ciencia? Con el fin de complementar la información de esta página, puede explicar qué es la geología y que en esta área también existe el aporte de mujeres en la ciencia, como se presenta en la siguiente cápsula de información.

Aportes de la mujer en la ciencia Florencia Bascom (1862-1945), geóloga estadounidense, fundó un departamento de geología que se llegó a ser el lugar de formación de las geólogas más importante e influyente en los comienzos del siglo XX. Sus investigaciones se basaron en el tipo de roca, la formación de las montañas y los minerales que permiten describir el interior de la

El movimiento de los continentes

Página 164

Para introducir el contenido, muestre una imagen de un planisferio. Pida a los y las estudiantes que observen la forma de los continentes y que formulen algunas explicaciones; pueden mencionar que en algún momento estos estuvieron juntos formando un solo continente y preguntarles sobre qué creen que sucedió para que se separaran.

▶ Actividad del texto:

Reconstruyendo un supercontinente Para facilitar el trabajo de los estudiantes, se sugiere aumentar el tamaño de la imagen usando la fotocopiadora. Si quiere complementar esta actividad, pregunte a sus estudiantes: ¿qué es un modelo científico?, ¿qué actitudes me permitieron desarrollar la actividad?

La teoría de la deriva continental

Páginas 165 a 167

Al comenzar, muestre una imagen de la Tierra en su corte transversal y pregúnteles: ¿el interior de la Tierra es homogéneo?, ¿qué creen que ocurre con la temperatura a medida que aumenta la profundidad?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

129

Orientaciones al docente

LECCIÓN 7 LA DINÁMICA DE LA LITOSFERA

▶ Actividad del texto:

Analiza y predice Antes de desarrollar la actividad, pregunte a los y las estudiantes: ¿qué es predecir?, ¿por qué son importantes las predicciones en ciencia? Comenten las respuestas de sus estudiantes en una sesión plenaria e invítelos a trabajar en la actividad de su texto.

▶ Actividad del texto:

Analizando hipótesis alternativas Para complementar la actividad, puede preguntar a los y las estudiantes: ¿son válidas las hipótesis propuestas?, ¿qué evidencias explican las teorías mostradas?, ¿cuál es el origen de estas hipótesis?, ¿qué actitudes y habilidades me permitieron analizar las hipótesis?

La expansión del fondo oceánico

Páginas 168 y 169

Para apoyar el trabajo de sus estudiantes con este contenido, le proponemos mostrarles los videos que encontrará al introducir el código GF1MP135a y GF1MP135b en el sitio web codigos.auladigital.cl. Indíqueles que identifiquen las principales ideas que se presentan en el video y que expliquen cómo la expansión del fondo oceánico influye en las características de la litosfera. Comente a los y las estudiantes que el cambio de polaridad del campo magnético, observado a partir del estudio de la lava y sedimentos, permitieron que en 1963 los geólogos Vine y Matthews respaldaran la hipótesis propuesta por Hess sobre la expansión del suelo oceánico.

Para trabajar con sus estudiantes el concepto de campo magnético y su polaridad, le proponemos revisar la página 144, en la cual encontrará información al respecto.

Taller de estrategias

Páginas 170 y 171

Haga énfasis sobre las precauciones que se deben tener al trabajar con el cuchillo cartonero, indíqueles que el importante que sean cuidadosos al realizar los cortes y no poner sus dedos muy cerca de donde cortarán. Aproveche esto para fomentar el autocuidado durante actividades que presenten este tipo de precauciones. Por otra parte, estas actividades en grupos permiten el desarrollo del trabajo colaborativo con sus estudiantes: fomente el respeto entre ellos y el cumplimiento de las tareas asignadas.

130

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Puede evaluar la actividad propuesta en la sección Desafío, usando la siguiente pauta de evaluación. Indicadores Planificación Los estudiantes buscan información sobre el ciclo de Wilson en fuentes confiables.

L

ML PL

L

ML PL

Escogen el modelo que mejor representen las etapas del ciclo de Wilson. Establecen los materiales que se necesitan para el modelo. Distribuyen las tareas que le corresponde a cada integrante del grupo. Ejecución Llevan a cabo el modelo diseñado por el grupo. Evalúan permanentemente el modelo identificando las dificultades. Proponen soluciones o mejoras al diseño creado. Registran las observaciones y se comparan con lo propuesto por Wilson Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

La teoría tectónica de placas

Páginas 172 y 173

Indique a los y las estudiantes que en 1968 se relacionaron dos teorías: una de ellas era la que explica la deriva continental y la otra la expansión del fondo oceánico, en una gran teoría conocida como tectónica de placas, donde la palabra “tectónica” proviene de proviene del concepto griego tekton, cuyo significado es construir. Comente también que los límites también se conocen como bordes y que estos dan origen a diversos fenómenos como cinturones orogénicos, arcos insulares, fosas marinas o sistemas montañosos. Respecto de los mecanismos que mantiene a las placas en movimiento, se sugiere explicar el fenómeno de la convección. Puede apoyarse la animación que encontrará al introducir el código GF1MP136 en el sitio web codigos.auladigital.cl. Luego de revisarla, pregunte a sus estudiantes: ¿son suficientes las corrientes de convección para mover las placas? Procure darles la oportunidad de formular sus propias explicaciones basadas en lo que han aprendido y sobre los efectos tiene la gravedad en las placas. Explique que actualmente, algunos científicos piensan que la grave-

1 4 dad es la principal fuerza involucrada, ya que en las zonas de subducción al hundirse la litosfera oceánica en el manto, arrastra consigo al resto de la placa con ella, como si tiráramos del borde de un mantel y arrastráramos todos los platos de la mesa. Por lo tanto, el magma que sale por las dorsales, apenas parece que influye en el movimiento, y lo que hace es rellenar el hueco dejado por dos placas que se separan. Explique también que existen nuevas corrientes que hablan sobre la subdivisión de la placa de Nazca; por ejemplo, mencione que el terremoto de Valdivia (1960), permitió la observación de la micro placa de Chiloé. Existen otras micro placas como las de las islas Galápagos y Juan Fernández. De ejemplos de fallas tectónicas para que comprendan el concepto y cómo se comportan. Indique a sus estudiantes cómo se forman y qué relación tienen con los patrones sísmicos. Pida a los y las estudiantes que en un mapa identifiquen posibles lugares en donde se observan estas fallas y qué relación tienen con los límites tectónicos.

▶ Actividad del texto:

Identifica y analiza Para resolver esta actividad, puede proyectar el mapa de las placas tectónicas que se encuentra en la página 172 y desarrollarla de manera colaborativa. Guíelos pidiéndoles que se fijen en la dirección de las flechas y a partir de esto, infieran a qué tipo de límites corresponde.

Al finalizar los contenidos de estas páginas puede trabajar el Desafío complejo propuesto en la página 144, cuyo objetivo es que sus estudiantes analicen la posibilidad de predecir un sismo. Es importante que considere en la experiencia experimental, que el elástico acumula energía elástica potencial, de la misma forma que lo hacen las zonas de encuentro de placas tectónicas. Si bien con conocimientos más avanzados es posible conseguir una predicción razonable de cuándo se moverá la lija debido a que estiramos el elástico, los y las estudiantes aún no cuentan con estos conocimientos, por lo tanto, será una experiencia significativa para ellos y para su comprensión de la impredictibilidad de los sismos.

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 174 y 175

Para cerrar el trabajo con la lección, proponga a sus estudiantes en la síntesis de los contenidos utilizando algún tipo de organizador gráfico. A lo largo de las unidades anteriores se han trabajado variados tipos, por lo que proponga a sus estudiantes elegir con cuál quieren trabajar. Pídales que desarrollen el organizador de forma que puedan presentárselos a sus compañeros, ya sea usando las TIC o construyendo un papelógrafo.

Las actividades presentadas en esta sección buscan que los y las estudiantes apliquen los contenidos, habilidades y actitudes trabajadas en la lección. Lea junto a sus estudiantes la sección Aprendiendo a responder. Resalte la importancia de la imagen como fuente de información para responder las preguntas. También, motive a los estudiantes a evaluar y opinar sobre la estrategia de resolución presentada. Luego, deles unos minutos para que desarrollen una de las actividades de la sección Ahora tú y que propongan una estrategia para resolverla y se la presenten al resto de sus compañeros. Compare las estrategias propuestas por sus estudiantes para una misma pregunta y muestre cómo usando diferentes estrategias se puede resolver una misma actividad. Ínstelos a que la resuelvan, de manera individual y de ser posible sin consultar en sus apuntes o textos, el resto de las preguntas de estas páginas, evaluando las estrategias presentadas por sus compañeros o usando nuevas que ellos propongan. Una vez finalizada la resolución de los problemas planteados, pida a los estudiantes que completen la sección ¿Cómo vas? Para ello pídales que revisen el Solucionario del Texto de estudiante y lo comparen con sus respuestas, para evidenciar el nivel de desempeño. A partir de los resultados del nivel de desempeños, solicite a los estudiantes que desarrollen las fichas respectivas. Si el desempeño alcanzado corresponde al nivel de Logrado, pídales que desarrollen la Ficha de profundización de la página 141 de la Guía didáctica. En cualquiera de los otros casos, invítelos a trabajar en la Ficha de refuerzo, que está disponible en la página 140. En la lección también se promueve el trabajo de la metacognición de los y las estudiantes. Mediante las actividades se facilita la autoevaluación respecto de las habilidades y las actitudes desarrolladas. Complemente esta sección con las siguientes preguntas, que están dirigidas hacia el proceso: ɔ ¿Cómo lo has hecho? ɔ ¿Qué estrategias has usado para resolverlo? ɔ ¿Qué dificultades has encontrado? ɔ ¿Cómo las has resuelto? Si desea, puede complementar la metacognición respecto de la percepción de los estudiantes sobre el fracaso, preguntando: ɔ ¿Qué es para ti el fracaso? ɔ ¿Cómo fue tu actitud cuando no obtuviste una respuesta correcta? ɔ ¿Cómo reaccionas ante las dificultades? ɔ ¿Qué sucede cuando no obtienes lo que deseas? ɔ ¿Cómo puedes cambiar tu actitud frente al fracaso? ɔ ¿Cómo incide el fracaso en tu aprendizaje? Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

131

Desarrollo de unidad del Texto del estudiante

Orientaciones al docente

LECCIÓN 8

Páginas 176 a 195 Tiempo estimado: 8 horas

EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS Y SUS CONSECUENCIAS Explicar las consecuencias del movimiento de las placas tectónicas y las medidas de seguridad para enfrentar eventos sísmicos

Propósito:

Las actividades propuestas en el Texto del estudiante tienen como propósito el logro de los Aprendizajes Esperados (AE), abordando con diferentes estrategias los Indicadores de Evaluación (IE) e incorporando en cada una de ellas el trabajo con habilidades, actitudes y Objetivos Fundamentales Transversales (OFT). AE

IE

Describir el origen, la dinámica, y los efectos de los sismos y erupciones volcánicas en términos del movimiento de las placas tectónicas y de la liberación y propagación de la energía.

IE 3 IE 4

Actividad Me preparo para aprender (Pág. 176) Modelando los efectos de un sismo sobre una masa de agua (Pág. 184)

Actitudes/ OFT

Relacionar - Inferir

A6/OFT 1

Observar - Explicar Inferir

A9/OFT 1-OFT 2

IE 5

Construyendo el modelo de un volcán (Pág. 190)

Representar - Explicar

A2-A7/OFT 2

IE 6

Investiga y comunica (Pág. 186)

Investigar - Comunicar Explicar

A1-A7/OFT 1

Investiga y sintetiza (Pág. 191)

Debatir - Investigar Sintetizar - Crear

A3/OFT 2

Proyecto (Pág. 187)

Investigar - Evaluar Proponer - Diseñar Crear

A3/OFT 3

Proyecto (Página 179)

Investigar - Integrar Diseñar - Crear

A7/OFT 1-OFT 2

Taller de estrategias (Págs. 180 y 181)

Analizar - Aplicar

A8/OFT 2

Distinguir los parámetros IE 7-8-9 que se usan para determinar la actividad sísmica y las medidas que se deben tomar ante este IE 9 tipo de manifestaciones geológicas. Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose IE 10 en las teorías y conceptos científicos en estudio.

En esta lección se trabajan los conceptos que permiten describir las consecuencias de la tectónica de placas, según lo propuesto en los Aprendizajes Esperados. Lo anterior se desarrolla a partir de los recursos y las actividades presentes en el Texto del estudiante, en la Guía didáctica y en los Recursos digitales complementarios (RDC), en función del logro de los Indicadores de Evaluación. En el Texto del estudiante, las diferentes temáticas se desarrollan con una propuesta didáctica que trabaja los contenidos comenzando con actividades que buscan la activación de los conocimientos previos, para posteriormente formalizarlos, y finalmente, se presentan actividades que abarcan distintas habilidades, enfocándose principalmente en las de orden superior, ciclo que se repite a lo largo de la lección. De forma articulada al desarrollo del contenido, 132

Habilidades

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

en los Talleres de estrategias se entregan herramientas para ubicar el epicentro de un sismo y en los Talleres de ciencias se trabajan las habilidades propuestas, haciendo énfasis en el desarrollo de procesos científicos y en el análisis de experimentos clásicos. Asimismo, a lo largo de la lección se incorpora el trabajo con las actitudes y con los OFT. En la Guía didáctica se presentan pautas para poder utilizar algunas de las actividades del Texto del estudiante como instrumentos de evaluación, fichas de trabajo para los diferentes ritmos de aprendizaje, actividades complementarias y evaluaciones, todos con sus respectivos solucionarios. Los RDC se integran en los tres momentos del desarrollo de la unidad, inicio, desarrollo y cierre, con el objetivo de apoyar el proceso de aprendizaje con actividades digitales.

4 Orientaciones metodológicas

Pauta de evaluación línea de tiempo

Activación de conocimientos previos Antes de iniciar la lección, plantee la siguiente situación a sus estudiantes: “El 10 de junio se percibió un sismo de 6 grados en la escala de Richter, cuyo epicentro se ubicó a 36 km de Calama y se propagó por todo el Norte Grande; incluso habitantes de Arica lo sintieron”. A partir de esta situación, con el objetivo de activar los conocimientos previos de sus estudiantes respecto al tema, pregúnteles: ¿qué conceptos mencionados conocen?, si Arica está a 597 km de Calama, ¿por qué sus habitantes pudieron sentirlo?, ¿qué relación tienen los sismos con las ondas?

Indicadores Se incluyen los diferentes aportes en la construcción del sismógrafo y las fechas asociadas.

L

ML PL

Muestra una relación temporal en orden creciente. Incluyen imágenes asociadas al tema. La apariencia de la línea de tiempo es atractiva y fácil de leer. No presenta errores ortográficos. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

▶ Proyecto

▶ Actividad del texto:

Me preparo para aprender Motive a sus estudiantes en el estudio de la lección indicándoles que les permitirá entender estos fenómenos y además podrán establecer medidas de seguridad ante la ocurrencia de sismos, tsunamis y erupciones volcánicas.

¿Qué son y cómo se originan los sismos?

Página 177

Para guiar a sus estudiantes en la comprensión de las características de un sismo, le sugerimos proyectar el esquema de esta página, mostrando los diferentes elementos. Realice una recta que una el hipocentro con el epicentro, indicando que el epicentro es la proyección del hipocentro en la superficie.

¿Cómo se propaga un sismo? Páginas 178 y 179 Para que sus estudiantes puedan observar claramente las diferentes ondas sísmicas, puede usar la animación que encontrará al introducir el código GF1MP139a en el sitio web codigos.auladigital.cl. Muestre las distintas ondas que se presentan y pida a sus estudiantes que describan las características de cada una de ellas.

Uso de TIC Para trabajar con sus estudiantes el carácter dinámico de la construcción del conocimiento, pídales que elaboren una línea de tiempo en donde se muestre la evolución del sismógrafo en la historia. Para su realización puede proponer a sus estudiantes el uso de una plataforma online: le proponemos usar la que encontrará al introducir el código GF1MP139b en el sitio web codigos.auladigital.cl. Considere que esta plataforma se encuentra en inglés. Para evaluar el trabajo de sus estudiantes utilice la siguiente pauta.

Construyendo un sismógrafo Proponga a sus estudiantes el uso de las siguientes aplicaciones, las cuales puede encontrar al introducir el código GF1MP139c y GF1MP139d en el sitio web codigos.auladigital.cl. Evalúe el uso adecuado de la tecnología mediante los siguientes indicadores: utiliza la aplicación cuando corresponde, evita jugar con el celular o utilizarlo para otras tareas no las requeridas.

Taller de estrategias

Páginas 180 y 181

Antes de revisar este taller se sugiere hacer un resumen de las características de los sismos como el epicentro, hipocentro y foco. Para el desarrollo de esta actividad sus estudiantes necesitarán usar un compás, los cuales debe solicitar con anticipación. Puede ampliar la imagen propuesta en la sección Desafío del taller, entregándole una copia a cada estudiante.

Los parámetros de un sismo

Páginas 182 y 183

Para introducir este tema, pida a los y las estudiantes que respondan las siguientes preguntas: ¿cómo se puede diferenciar un sismo de otro?, ¿en qué escalas se puede registrar los sismos? Explique a sus estudiantes que la escala de momento fue creada alrededor de 1979 para evitar las limitaciones que ofrecía la escala de Richter y es una escala de medida absoluta. Es decir, contrario a la de Richter, esta no compara un sismo con otro sino que calcula el valor absoluto de cada evento. Tampoco depende de un solo tipo de instrumento (puede ser cualquier sismógrafo moderno) y puede ser incluso aproximada utilizando observaciones de campo, como la longitud de una falla y la cantidad de desplazamiento que esta haya tenido. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

133

Orientaciones al docente

LECCIÓN 8 EL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS TECTÓNICAS Y SUS CONSECUENCIAS

Posible error Un posible error es que sus estudiantes crean que un terremoto y un sismo son dos fenómenos distintos. Explique que no existen grandes diferencias entre estos pues los terremotos son sismos que generan daños en la población y en la infraestructura. Respecto de la intensidad de un sismo comente a sus estudiantes que es un parámetro relacionado con la percepción que se tenga del mismo. Esto se explica porque un sismo de 7 grados en la escala de Richter como el de Haití puede generar más daños en las construcciones que un sismo con la misma magnitud que en Santiago.

Los efectos de los sismos

Páginas 184 y 185

▶ Actividad del texto:

Modelando los efectos de un sismo sobre una masa de agua Para esta actividad indique a los y las estudiantes que eviten correr en la sala y jugar con el agua. Es importante recalcar que el participar activamente incluye el trabajo ordenado y responsable. Al tirar el hilo, es posible que la oscilación del agua no sea perceptible; en este caso, pida a los y las estudiantes que gradualmente aumenten la tensión del hilo y con ello la oscilación del agua. Para complementar esta actividad, pregunte a los y las estudiantes: ¿qué habilidades me permitieron realizar la actividad?, ¿cómo fue mi participación en el equipo de trabajo? Al trabajar el concepto de tsunami, le proponemos usar la animación que encontrará al introducir el código GF1MP140a en el sitio web codigos.auladigital.cl. Pida a los y las estudiantes que averigüen sobre los efectos de los grandes sismos en el planeta, por ejemplo, lo qué ocurre con el eje de rotación o el desplazamiento de las olas sísmicas. Lea junto con sus estudiantes la sección Medidas de acción y prevención frente a un tsunami. Coméntelas en un plenario y pregunte: ¿qué otras medidas se pueden adoptar en estos fenómenos?

Chile, un país sísmico

Páginas 186 y 187

Revise, junto con los estudiantes, la información de la tabla: Mayores sismos en Chile en los últimos 100 años. Pregúnteles si han estado en alguno de ellos o si han escuchado a sus padres hablar de ellos. Comente sus experiencias en un plenario.

134

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

▶ Actividad del texto:

Investiga y comunicar En esta actividad se promueve el uso de TIC, elaborando una presentación en PowerPoint. Puede establecer los siguientes criterios para su construcción: ɔ Formato: portada, introducción, desarrollo, conclusión y bibliografía. ɔ Uso de las TIC: tiene animaciones que no perturban al lector, y la transición entre diapositivas es rápido. ɔ El color y tipografía escogida favorece la lectura. ɔ Se incluye flash, videos o imágenes pertinentes. A partir del cumplimento de lo anterior, podrá evaluar esta actividad.

▶ Proyecto

¿Cuál es el plan de acción para enfrentar un sismo en mi colegio? Para evaluar el tríptico elaborado por sus estudiantes, le proponemos la siguiente pauta de evaluación: Pauta de evaluación tríptico

Indicadores Tiene un formato atractivo y original.

L

ML PL

Se observa un buen uso de listados y viñetas. Las ideas principales del tema se encuentran muy bien organizadas. Se presenta información relativa al tema. Se incluyen tres o más elementos gráficos o imágenes de calidad y pertinentes. Las imágenes contribuyen significativamente a la comprensión del contenido así como a realzar su atractivo y motivar al lector. La información muestra una sintaxis, ortografía y puntuación adecuadas. Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Proponga a sus estudiantes el desarrollo del Desafío complejo de la página 145 de la Guía didáctica, que trabaja las medidas de seguridad ante los sismos. Esta actividad permitirá desarrollar en sus estudiantes la motivación de educar a su familia, justificando los conocimientos adquiridos y al mismo tiempo trasmitiendo la cultura sísmica adquirida en el aula y en su propia investigación.

1 4

Centros de investigación en Chile El centro de investigación CIVDES tiene un campo de estudio que se basa en las ciencias sociales e incluye otras áreas del conocimiento, de modo que es transdisciplinario. Este centro busca comprender el riesgo y los factores de vulnerabilidad (sociales, económicos y culturales) que se observan en comunidades afectadas por desastres socionaturales como lo son las erupciones volcánicas y terremotos. En una lluvia de ideas, comente la importancia de estudiar el comportamiento de las personas durante y después de un evento, y también sobre las políticas de Estado para enfrentar estas situaciones. Puede invitar al docente de Historia y Ciencias Sociales para complementar esta discusión. En la página 138 de la Guía didáctica, encontrará una profundización disciplinar sobre las consecuencias positivas de las erupciones volcánicas. Comparta esta información con sus estudiantes y permita que ellos opinen sobre el tema.

▶ Actividad del texto:

El estudio de la dinámica terrestre en la historia Páginas 192 y 193 Para complementar la actividad Reflexiona recuerde a sus estudiantes la definición de teoría, ley científica y principio. Pregúnteles: ¿por qué en geología se trabaja sobre la base de teorías y no de leyes, principalmente?

Integra tus nuevos aprendizajes

Páginas 194 y 195

Solicite a sus estudiantes que desarrollen estas páginas de manera individual y luego, revisen sus respuestas con el Solucionario del Texto del estudiante y a partir de estas evalúen su desempeño completando la sección ¿Cómo vas? Si el desempeño alcanzado corresponde al nivel de Logrado, pídales que desarrollen la Ficha de profundización de la página 143 de la Guía didáctica. En cualquiera de los otros casos, invítelos a trabajar en la Ficha de refuerzo, que está disponible en la página 142. William Arthur Ward dice: “El profesor mediocre dice. El buen profesor explica. El profesor superior demuestra. El gran profesor inspira”. Revise la información que se presenta en la página 139, relacionada con este tema.

u rs o d i g

ple

it a l

RDC Proponga a sus estudiantes que realicen la actividad propuesta en el RDC de desarrollo, con el fin de aplicar los contenidos de la lección.

com

Construyendo el modelo de un volcán Con esta actividad se espera que los y las estudiantes modelen una erupción volcánica. Es importante que la cantidad de bicarbonato sea la misma que la de vinagre para producir el efecto deseado. Promueva el orden durante el desarrollo de la actividad. Propongan que realicen una grabación del modelo, para luego analizar sus efectos.

Investiga y sintetiza Para complementar el debate, revise en conjunto con el curso las recomendaciones que entrega la Oficina de Emergencia, que encontrará al introducir el código GF1MP141 en el sitio web codigos.auladigital.cl. En el mapa conceptual que elaboren sus estudiantes deben aparecer los siguientes conceptos: ondas sísmicas, efectos de los sismos, tsunamis, terremotos y erupciones volcánicas, indicando la relación entre ellos.

io

Para activar los conocimientos previos de sus estudiantes sobre el tema, pregúnteles sobre los volcanes que conoce y si han escuchado sobre algunos que hayan erupcionado en los últimos años. Para trabajar con sus estudiantes el contenido de estas páginas puede usar la animación que encontrará al introducir el código GF1MP140b en el sitio web codigos.auladigital.cl. Comente la cápsula Observatorio volcanológico de los Andes del sur (OVDAS) y mediante una lluvia de ideas, promueva que los estudiantes expresen sus planteamientos sobre la importancia del estudio y seguimiento de los volcanes en Chile. Con el fin de que los estudiantes conozcan centros de investigación en Chile que estudian los fenómenos sísmicos y volcánicos, y sus impactos en las personas, le proponemos compartir la siguiente información.

▶ Actividad del texto:

ment

ar

Páginas 188 a 191

Rec

Las placas tectónicas y el volcanismo

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

135

Orientaciones al docente

Cierre de unidad del Texto del estudiante

El propósito de estas páginas del Texto de estudiante es sintetizar las nociones esenciales, las habilidades y las actitudes desarrolladas en la lección, para finalmente evaluarlas. En la Guía didáctica se entregan orientaciones para el trabajo con las distintas secciones que componen el cierre de la unidad.

Ciencia, tecnología y sociedad

Páginas 196 y 197

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

io ment

ar

ple

it a l

136

u rs o d i g

com

RDC Utilice el RDC de cierre para sintetizar y evaluar los contenidos de la unidad. Puede utilizarlo como preparación para la evaluación de la unidad.

Rec

Con el fin de que los y las estudiantes puedan ser alfabetizados científicamente y observen las implicancias de los temas estudiados en la unidad, se proponen una serie de lecturas con textos interesantes para que conecten lo aprendido a tecnologías o nuevas investigaciones científicas que intervienen en la sociedad. Aproveche esta oportunidad para trabajar con sus estudiantes el impacto que tiene el desarrollo científico y tecnológico en las distintas áreas de nuestra sociedad. Para el texto Centro SISMOLÓGICO Nacional, realice una lluvia de ideas y pregúnteles: ¿el centro se creó debido a una necesidad?, ¿influye entonces la sociedad en la ciencia y la tecnología? Enfatice la relevancia que tiene este centro en nuestro país. A partir del texto Un OCÉANO debajo de nuestros pies, pida a los y las estudiantes que formulen predicciones sobre qué ocurriría en el interior de otros cuerpos del universo que tengan composición rocosa, como Marte o las lunas de Júpiter. Motive a los y las estudiantes a mencionar la importancia de la información que se entrega en el texto Taladrando hacia el CENTRO DE LA TIERRA. Por ejemplo, en la búsqueda de fuentes de petróleo o gas y en describir las características de la Tierra. Pida a los y las estudiantes que busquen información sobre otras investigaciones relacionadas con lo estudiado en la unidad y que la compartan con sus compañeros mediante una revista realizada por ellos. Para crear esta revista, indíqueles que deben cumplir con los siguientes requisitos: ɔ Establecer el propósito de la revista. ɔ La información debe ser breve y atractiva. ɔ La información se complementa con imágenes relacionadas con el tema. ɔ Incluir la fuente bibliográfica.

Sintetiza tus aprendizajes

Páginas 196 a 203

Páginas 198 y 199

En esta sección se propone un resumen, mediante un organizador gráfico, con las principales nociones estudiadas en la unidad además de las habilidades y actitudes trabajadas. Lea junto con los y las estudiantes la información expuesta en estas páginas y pídales que marquen los conceptos importantes y verifiquen si existen otras conexiones entre ellas y si agregarían otras nociones de las estudiadas. Mencione a sus estudiantes que todos los fenómenos estudiados constituyen un área de estudio de la ciencia, como lo es la ciencia de la Tierra; muéstreles cómo se relacionan. Solicite a los y las estudiantes que, en grupos de trabajo, elaboren su organizador gráfico de los fenómenos naturales estudiados. Para ello, indíqueles que revisen la página 232 de los anexos del Texto del estudiante. Luego, invite a los y las estudiantes a realizar una autoevaluación que permita verificar su desempeño durante esta actividad, mediante la siguiente pauta. Pauta de evaluación Indicadores

1

2

3

4

Respeté la opinión de los demás. Participé en la elaboración del organizador gráfico. Mantuve una actitud de respeto. Mostré interés en aprender e integrar los nuevos conocimientos. Aporté ideas significativas en los debates. Mostré curiosidad. Elaboré un organizador gráfico de fácil lectura. Incluí todos los conceptos y teorías relevantes de la unidad. Propuse ejemplos para conectar los conceptos. Me preocupé del diseño de mi organizador gráfico Niveles de logro: L= Logrado; ML= Medianamente logrado; PL= Por lograr

Indique a sus estudiantes que compartan sus trabajos pegándolos en la sala de clases, indicándoles que deben procurar no dañarlos mientras están expuestos, fomentando así el respeto por su trabajo y por el de sus compañeros.

4 1 Consolida tus aprendizajes

Páginas 200 a 203

Indique a sus estudiantes que trabajen en la sección Desarrolla tus conocimientos y habilidades, identificando el nivel en donde presentan mayor dificultad para realizar la actividad. Indíqueles que propongan una estrategia para mejorar su desempeño en estas actividades. Proponga que realicen la sección Pon a prueba tus conocimientos y habilidades, usando las estrategias que les han traído mejor resultados. Guíelos en la lectura e interpretación de los gráficos de la actividad 5, ya que pueden presentar dificultad al tener los tres el mismo eje horizontal: muéstreles cómo esto permite comparar las tres variables, temperatura, presión y densidad, de una manera más fácil, pudiendo identificar cómo se comportan en una misma profundidad. Al finalizar las actividades de estas páginas, pídales que completen la sección ¿Cómo vas?, para identificar su nivel de desempeño en las actividades. Metacognición De manera articulada, el Texto del estudiante propone actividades para que los y las estudiantes trabajen la metacognición. Con estas actividades se busca que ellos puedan ser agentes de su propio aprendizaje, evaluando de manera permanente las estrategias y técnicas de estudio. Complemente este trabajo pidiendo a los y las estudiantes que llenen una matriz FODA. Explique que la sigla FODA es un acróstico de: ɔ Fortalezas: factores críticos positivos con los que se cuenta. ɔ Oportunidades: aspectos positivos externos que podemos aprovechar utilizando nuestras fortalezas. ɔ Debilidades: factores críticos negativos que se deben eliminar o reducir. ɔ Amenazas: aspectos negativos externos que podrían obstaculizar el logro de nuestros objetivos. Proponga el siguiente esquema para que lo completen sus estudiantes. Indíqueles que en el caso de las amenazas y debilidades propongan al menos dos estrategias para superarlos. Fortalezas

Oportunidades

Debilidades

Amenazas

En la Guía didáctica se incluye una Evaluación de unidad en las páginas 146 a 149, que responde a los requerimientos establecidos para el nivel según lo definen los Aprendizajes Esperados y los Indicadores de Evaluación propuestos. Las respuestas de la evaluación se entregan en la sección Solucionario de la Guía didáctica. En la siguiente tabla se declara la relación entre los Aprendizajes Esperados, los Indicadores de Evaluación y las habilidades, con las preguntas propuestas en la evaluación. Aprendizaje esperado

IE IE 1

Describir el origen, la dinámica y los efectos de sismos y erupciones volcánicas en términos del movimiento de placas tectónicas y de la liberación y propagación de energía.

IE 2 IE 3

IE 4

IE 5 IE 6

Distinguir los IE 7 parámetros que se usan para determinar la actividad sísmica y las medidas que IE 8 se deben tomar ante este tipo de manifestaciones IE 9 geológicas. Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio.

IE 10

Analizar Describir Evaluar Predecir Comprender Analizar Evaluar Analizar Describir Comprender Describir Evaluar Comprender Comprender Explicar Asociar Interpretar Representar Evaluar

N° Pregunta 1, 3 2, 21 4 22 6, 7 8 5 11 12, 23 16 17, 29 18 19 14 28 9 15 24 25

Evaluar

13

Comparar

26, 27

Proponer

30

Analizar

10

Habilidad

IE 11-12 Evaluar

20

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

137

Profundización disciplinar

Lección 7

La polaridad

del campo magnético

El núcleo externo de la Tierra es una capa líquida y las corrientes convectivas del hierro metálico en esta zona son las que generan el campo magnético terrestre. Los geofísicos ingleses Frederick Vine y Drummond Matthews, de la Universidad de Cambridge, estudiaron la roca volcánica de los fondos marinos cercanos a las dorsales oceánicas y descubrieron que la polaridad del campo magnético terrestre se invertía. La evidencia que propusieron son los patrones que se formaban en la roca, que funcionan como un “magnetómetro natural” y que además tiene literalmente una especie de disco duro con millones de años de información. Estas anomalías eran continuas en la cadena montañosa, por lo tanto no pudieron ser un suceso aislado.

Las

consecuencias

138

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

No existe un consenso respecto a la frecuencia con la que sucede el cambio, sin embargo se da en el rango de los cientos de miles de años. La última inversión de la polaridad ocurrió hace más de 750 000 años. Esta investigación es realmente importante, ya que la inversión magnética trae inestabilidad al debilitar nuestro campo magnético, siendo la defensa principal que tenemos contra la radiación solar y la que impide que nuestra atmósfera sea destruida. Fuentes: – Tarbuck, E. Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra. 8.ª edición. Madrid: Pearson Educación S. A. – Frederick Vine and Drummond Matthews. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.geolsoc.org.uk/Plate-Tectonics/ Chap1-Pioneers-of-Plate-Tectonics/Vine-and-Matthews

Lección 8

positivas de las erupciones

El ingenio de nuestra especie ha permitido aprovechar los efectos de las erupciones volcánicas a su favor. Los romanos usaron las cenizas del Vesubio, volcán que ocasiono la destrucción de la pujante urbe de Pompeya, para crear cemento más fuerte y durable, lo que les permitió construir grandes obras de ingeniería. La actividad volcánica también permitió el desarrollo y la perdurabilidad de la cultura Maya. Si bien muchos poblados, como el poblado maya de Chalchuapa, en El Salvador, quedaron sepultados debido a erupciones volcánicas, fueron estas mismas erupciones las que fortalecían periódicamente el suelo, aumentando su calidad y volviéndolo fértil. Gracias a esto los mayas pudieron tener zonas con altas densidades poblacionales, algo sorprendente considerando la mala calidad actual del suelo donde se asientan algunas de sus ciudades. La erupción del monte Tambora en 1815, en la actual Indonesia, ocasionó una gran crisis. Debido a la escasez de forraje para los animales, el alemán Karl Drais diseñó una forma alternativa de transporte, el velocípedo. Esto llevó posteriormente a la creación de la bicicleta actual e instauró la idea de un transporte sin animales que fue fundamental para el desarrollo del transporte motorizado.

terrestre

volcánicas

Los volcanes también han sido investigados y gracias a ellos se ha formulado una teoría para explicar la formación de nuestros océanos y de la atmósfera. El agua “joven” que aparece en los volcanes, ha llevado a creer a los científicos que el agua de los océanos se encontraba al interior del planeta y que tomó varios centenares de millones de años que se formaran los océanos y la atmósfera. Rocas de principios del precámbrico, hace 3000 millones de años, muestran evidencias que ya estaban sumergidas bajo el agua. Los volcanes y su actividad han traído destrucción, pero también beneficios; aquí solo hemos mencionado algunos de ellos, por lo que es fundamental que nuestros estudiantes los conozcan como algo más que “armas de destrucción masiva” de la naturaleza. Fuente: – ¿Se ha podido resolver un misterio maya gracias a un “importante” descubrimiento volcánico? (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.nationalgeographic.es/news/science/misterio-mayaresuelto-volcan – El fuego del Quitralpillán tendría al menos una edad de 450 años. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.povi.cl/ quitralpillan.html – La formación de la Tierra. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.librosmaravillosos.com/laformaciondelatierra/ capitulo01.html – Historia del hormigón. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/6202/mod_resource/content/1/ Hormigon_01._Historia.pdf

1 4

Profundización didáctica

Grandes docentes El profesor mediocre dice. El buen profesor explica. El profesor superior demuestra. El gran profesor inspira.

William Arthur Ward

Reflexione ¿Hay ejemplos de grandes docentes que podría seguir?

Empatice ¿Hay profesores o profesoras que han dejado huella en su vida?

Decida ¿Le gustaría dejar una huella en sus estudiantes? La historia está llena de ejemplos a seguir, de todos los tipos: guerreros que lucharon por la libertad, grandes oradores que inspiraron naciones a hacer lo imposible, víctimas que decidieron no seguir siendo víctimas, paladines que dedicaron toda su vida al beneficio de la humanidad. Sin embargo, siempre se olvida que hubo otras personas que formaron a estos ejemplos a seguir, que los orientaron y los guiaron. Que fueron sus maestros, sus docentes. Al hablar de Alejandro Magno por ejemplo, pocos saben que fue alumno de Aristóteles. Muchos conocen su gran faceta como filósofo, naturista, recopilador, anatomista, pero pocos recuerdan su faceta como profesor. Otro ejemplo es el de John Dalton: todos lo recuerdan como uno de los padres de la química moderna, el hombre en cuyos hombros se levantaron figuras como Thompson, Rutherford y Bohr, por la enfermedad del daltonismo o por sus aportes a la física y la meteorología. Sin embargo, Dalton a pesar de todos sus logros científicos, siempre trató de seguir haciendo clases y se consideraba a sí mismo un docente, razón por la cual es lamentable que muchas veces sea presentado solo como un físico y químico inglés. Son muchos los grandes maestros que supieron marcar su huella en generaciones a través de la docencia. Muchos de ellos tenían la vocación de enseñar, a pesar de tener logros importantes u otras profesiones que seguramente les podían resultar más rentables. Chile ha sido el hogar de muchos de estos gigantes. Es importante no olvidarlos, tomar algo de lo que ellos hicieron y hacer algo bueno con ello, no solo sus metodologías, sino también sus historias de vocación, su deseo de compartir el conocimiento y la preocupación que siempre tuvieron hacia sus estudiantes. En Pocuro, un pequeño pueblo cerca de Los Andes nació Pedro Aguirre Cerda, un profesor que llegaría a ser Presi-

dente de Chile. Fue el profesor Maximiliano Salas Marchán quien lo inspiró a él y a muchos otros a unirse al maravillosos mundo de la enseñanza. Fue tal el impacto que este profesor tuvo en muchos ciudadanos del Aconcagua que aún hoy es recordado con cariño e incluso un liceo lleva su nombre. Don Pedro además de profesor, fue también abogado, incluso se especializó en derecho administrativo y financiero en la Universidad de Soborna, Francia, pero su vocación siempre fue la de enseñar. En todos los cargos que ocupó, siempre puso énfasis en la educación. Otra docente admirable en Chile fue la poetisa Gabriela Mistral. Comenzó a trabajar como profesora a los 14 años, enseñando a leer a alumnos de entre cinco y diez años de manera oficial, sin embargo, también enseñó a muchachos analfabetos que sobrepasaban esa edad. Siempre dio importancia a la motivación del alumno, dando espíritu y frescura a sus lecciones, evitando por todos los medios empañar el gozo y el amor a aprender con que llegan los pequeños al aula. Ella escribió: "El maestro verdadero tendrá siempre algo de artista; no podemos aceptar esa especie de jefe de faenas o de capataz de hacienda en que algunos quieren convertir al conductor de los espíritus". La lista de docentes que han dejado huella es interminable, sin embargo, todos estos docentes tienen cosas en común: su vocación, disciplina y la determinación de trabajar duro no para el éxito propio, sino que para el éxito y felicidad de todos sus estudiantes. Fuentes: – Pedro Aguirre Cerda. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.memoriachilena.cl/602/w3-article-3647.html – John Dalton. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www. biografiasyvidas.com/biografia/d/dalton.htm – Curiosidades sobre Gabriela Mistral. (s.f.). Recuperado el 15 de junio de 2015, de http://www.modernismo98y14.com/curiosidades-mistral. html

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

139

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 7: La dinámica de la litosfera

Curso:

Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 7, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. EXPLICA

1. ¿Qué efectos tiene en la litosfera el movimiento de las placas en los límites divergentes? Explica.

DESCRIBE

2. ¿En qué consiste la teoría de la deriva continental planteada por Alfred Wegener? Descríbela.

DESCRIBE

3. ¿Cuáles son las evidencias de la teoría de la deriva continental entregadas por Wegener? Descríbelas.

EXPLICA

4. ¿Cómo son los mecanismos que mantienen a las placas en movimiento?

ASOCIA

5. Asocia a cada imagen el tipo de límite que corresponda. A. Límite transformante. B. Límite convergente. C. Límite divergente.

IDENTIFICA

EXPLICA

IDENTIFICA

140

6. Completa el siguiente esquema con los nombres de cada una de las capas del modelo estático y del dinámico del interior de la Tierra.

7.

Si entre las placas de Nazca y la Sudamericana existe un proceso de subducción, ¿las islas que se encuentran frente a Chile se acercan o se alejan del continente? Explica.

8. ¿Cuáles son las principales placas tectónicas de la Tierra?

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Nombre:

Diferentes ritmos de aprendizaje

Lección 7: La dinámica de la litosfera

Curso:

1 4

Fecha: Material fotocopiable

Ficha de profundización

Para profundizar los aprendizajes de la lección 7, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. EVALÚA

1. Andrés le explica a una compañera que las dorsales oceánicas son lo mismo que las fosas oceánicas. ¿Es correcta la afirmación de Andrés? Corrígela si es incorrecta.

EXPLICA

2. De las evidencias de la teoría de la deriva continental entregadas por Wegener, ¿alguna de ellas explica por qué se movían los continentes? Explica.

ANALIZA

3. ¿Crees que la hipótesis que propone que la Tierra ha aumentado su tamaño explica por qué se movían los continentes? Justifica tu respuesta.

EVALÚA

4. A Marcela le piden describir el proceso de convección del manto y lo hace de la siguiente forma: Es el único factor del movimiento de las placas y consiste en el movimiento de fluidos debido a diferencias de temperatura. ¿Es correcta la descripción de Marcela? Justifica.

EVALÚA

5. Roberto utiliza el siguiente esquema para representar un límite convergente, ¿es correcto el esquema usado? Justifica tu respuesta.

EVALÚA

6. Loreto le explica a su hermana que el modelo estático y el modelo dinámico del interior de la Tierra solo se diferencia en que el dinámico tiene una capa más llamada astenosfera. ¿Es correcta la afirmación de Loreto? De no ser así, corrígela.

PREDICE

7.

EXPLICA

8. ¿Qué sucedería si el límite entre la placa de Nazca y la Sudamericana fuera divergente? Explica.

¿Qué crees que sucederá con los continentes luego de miles de miles de años producto del movimiento de las placas tectónicas?, ¿se juntarán en un solo gran continente?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

141

Ficha de refuerzo

Diferentes ritmos de aprendizaje

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias Fecha:

Para reforzar los aprendizajes de la lección 8, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. IDENTIFICA

EXPLICA

2. ¿Cuál es la principal diferencia entre la escala de Richter y la escala Mercalli? Explica.

COMPRENDE

3. ¿En qué zonas de las placas tectónicas se concentra el mayor porcentaje de actividad sísmica y volcánica?

IDENTIFICA

4. Identifica en la siguiente imagen las características de un sismo.

EXPLICA

IDENTIFICA

142

1. La siguiente imagen muestra un sismograma, ¿qué ondas corresponden a las ondas P y cuáles a las ondas S?

5. ¿Cómo podrías explicar a un compañero en qué consisten las réplicas y por qué se producen? 6. ¿Cuáles son las partes de un volcán? Identifícalas en el siguiente esquema.

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Diferentes ritmos de aprendizaje

Nombre:

Curso:

1 4

Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias Fecha:

Material fotocopiable

Ficha de profundización

Para profundizar los aprendizajes de la lección 8, realiza las siguientes actividades en tu cuaderno. APLICA

1. Un sismo ocurrido en la ciudad de Valdivia se registró en el siguiente sismograma:

30 segundos

¿Cómo sería el sismograma de un sismo de mayor magnitud, pero de igual duración al registrado? Represéntalo a continuación:

EXPLICA

2. Entre la escala Richter y la de magnitud de momento, ¿cuál es la que daría un valor más preciso de un terremoto grande? Explica.

EVALÚA

3. Patricia realiza la siguiente afirmación: “Chile está ubicado justo en la unión de dos placas tectónicas, es por esta razón que se producen muchos sismos de gran intensidad”. ¿Estás de acuerdo con la afirmación de Patricia?, justifica.

EVALÚA

4. Gerardo le explica a su compañero que el epicentro de un sismo es el punto de la litosfera donde comienza el movimiento sísmico, ¿es correcta su afirmación? Corrígela si es incorrecta.

EXPLICA

5. ¿Qué efectos puede producir un sismo cuyo epicentro sea cercano a la costa? Explica.

PREDICE

6. ¿Qué crees que sucedería si el cráter de un volcán fuera tapado con una gran malla y sobre ellas rocas de gran tamaño?

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

143

Desafío complejo Curso:

Material fotocopiable

Nombre:

Lección 7: La dinámica de la litosfera

Fecha:

¿Se pueden predecir los terremotos? Objetivo: Evalúan si existen métodos de predicción para los terremotos. Habilidades: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Valora la perseverancia, el rigor, la flexibilidad y la originalidad al desarrollar las actividades de la unidad.

INICIO

DESARROLLO

CIERRE

144

Lee atentamente la siguiente situación. Muchas personas se adjudican la capacidad de predecir terremotos, usando desde técnicas espirituales hasta complicados algoritmos matemáticos. Sin embargo, nunca se mencionan porcentajes de acierto o no se da a conocer por completo el método. ¿Puede predecirse este tipo de fenómenos naturales? Realiza la siguiente actividad experimental, la cual te permitirá evidenciar algunos de los fenómenos que te ayudarán a responder la pregunta planteada al inicio. 1. Reúnanse en grupos de tres personas y consigan los siguientes materiales: un trozo de lija, un elástico, un cuaderno, cinta de papel, un lápiz, una fuente con agua y un corcho. 2. Ubiquen la lija sobre la mesa y fíjenla con la cinta de papel. 3. Corten el elástico por la mitad y aten uno de sus extremos al espiral de un cuaderno. 4. Amarren el otro extremo del elástico a un lápiz. 5. Ubiquen el cuaderno sobre la lija y sobre el cuaderno pongan un libro para aumentar su masa. 6. Giren el lápiz de modo que el elástico se vaya enrollando en él. 7. Midan el desplazamiento del cuaderno y la longitud del elástico cuando el cuaderno se movió. 8. Repitan el procedimiento unas tres veces. A partir de la actividad experimental y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. Con respecto a la experiencia, ¿siempre el cuaderno se mueve al haber enrollado la misma cantidad de elástico? b. Si realizas nuevamente la experiencia, ¿podrías predecir en qué momento se moverá y cuánto se moverá? c. ¿Cómo podemos comparar la experiencia con los sismos y con las fallas geológicas? d. ¿Crees que es posible predecir la ocurrencia de un sismo? Explica. e. ¿Seguiste los pasos indicados para desarrollar la experiencia propuesta?

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

Nombre:

Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

Curso:

4 1

Fecha: Material fotocopiable

Desafío complejo

¿Estás preparado para un sismo? Objetivo: Fomentar que el estudiante eduque a su entorno en la llamada cultura sísmica. Habilidades: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en conceptos y modelos teóricos del nivel. Actitudes: Distingue la importancia de las medidas de seguridad y de su cumplimiento.

INICIO

Lee atentamente la siguiente situación. Debido a los últimos terremotos y tsunamis que se han producido en Chile, el desarrollo de una cultura sísmica ha sido el foco en los últimos años. Campañas de prevención, protocolos de seguridad y simulacros masivos se han llevado a cabo en varias regiones del país. Lamentablemente, muchas personas evacuan en sus autos, generando tacos e interfiriendo con los dispositivos de emergencias, otros ante la amenaza de tsunami se quedan mirando el comportamiento del mar, entre muchas otras conductas que ponen en riesgo su vida y las del resto de la población. En este escenario, considerando que Chile es un país sísmico y lo seguirá siendo, ¿tu familia está preparada para enfrentar un sismo siguiendo las medidas de seguridad establecidas?

DESARROLLO

Realiza la siguiente actividad, la cual te permitirá responder la pregunta planteada al inicio. 1. Reúnanse en grupos de cuatro estudiantes. 2. Revisen la página web de la ONEMI y descarguen los folletos para la prevención de terremotos y tsunamis. 3. A partir de estos folletos preparen un cuestionario de diez preguntas para aplicárselos a sus familias. El objetivo es identificar si conocen las medidas de prevención y seguridad ante estos eventos naturales. 4. Apliquen los cuestionarios a sus familias y compartan la información recogida. 5. Creen una presentación para sus familias, poniendo énfasis en las debilidades presentadas en el cuestionario. 6. Evalúen junto a sus familias la seguridad de su hogar y exploren posibilidades para mejorarla.

CIERRE

A partir de la actividad y lo aprendido en la lección, responde las siguientes preguntas. a. ¿Cuáles fueron las principales debilidades en la cultura sísmica de tu familia? b. ¿Cuáles fueron las principales carencias de seguridad presentes en tu hogar al momento de evaluarlo en base a las distintas medidas de seguridad recomendadas por la ONEMI? ¿Cómo las mejoraste? c. ¿Consideras importante seguir las medidas de seguridad establecidas? d. ¿Qué artículos adicionales agregarías al kit de emergencia en base a las necesidades específicas de tu familia? Justifica.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

145

Evaluación Unidad 4

EL DINAMISMO DE LA TIERRA

Material fotocopiable

Nombre:

Curso:

Fecha:

Selección múltiple Responde las siguientes preguntas marcando la alternativa correcta. 1. Si pudieras poner en un vaso una muestra de las tres capas de la Tierra y estas no pudieran mezclarse. Según su densidad, ¿cuál de ellas se encontraría en la superficie y cuál en el fondo del vaso? A. La corteza y el núcleo, respectivamente. B. El núcleo y la corteza, respectivamente. C. La corteza y el manto, respectivamente. D. El manto y el núcleo, respectivamente. E. La núcleo y el manto, respectivamente. 2. Mauricio tiene que describir las características de la capa que posea una mayor temperatura en comparación a las demás, ¿cuál capa debería describir? A. La litosfera. B. La astenosfera. C. La corteza. D. La mesosfera. E. La endosfera. 3. La profesora describió una capa de la Tierra que está compuesta por roca sólida, pero que presenta ductilidad pudiendo deformarse fácilmente y tiene la capacidad de fluir. ¿A qué capa de la Tierra se refiere? A. La litosfera. B. La astenosfera. C. La corteza. D. La mesosfera. E. La endosfera. 4. Con respecto a la teoría de la deriva continental Francisca propone lo siguiente: I. Inicialmente los continentes estaban unidos. II. Los continentes se mueven lentamente, pero de manera constante en el tiempo. III. Los continentes se desplazan sobre el lecho marino. ¿Cuál(es) de las afirmaciones de Francisca son correctas? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo II y III E. I, II y III

146

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

5. En la siguiente imagen se muestra las dorsales oceánicas y las fosas oceánicas. Dorsales oceánicas

Fosas oceánicas

Respecto a esto Arturo propone las siguientes afirmaciones: I. El afloramiento del magma desde el interior de la Tierra crea las dorsales oceánicas. II. Las fosas oceánicas se producen debido a un fenómeno de subducción. III. El fondo oceánico se expande producto de la formación de nueva litosfera. ¿Cuál o cuáles de las afirmaciones de Arturo son correctas? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y III D. Solo II y III E. I, II y III 6. ¿El movimiento de qué placas tectónicas producen principalmente la actividad sísmica Chile? A. Las placas Filipina y del Caribe. B. Las placas Pacífica y de Cocos. C. Las placas Euroasiática y Pacífica. D. Las placas de Nazca y Sudamericana. E. Las placas Antártica e Indoaustraliana. 7. ¿Sobre qué placa tectónica se encuentra la ciudad de Valdivia? A. La de Nazca. B. La Antártica. C. La de Cocos. D. La del Pacífico. E. La Sudamericana.

4 1 11. En la siguiente imagen se muestra el registro de un sismo. A

1

B

Material fotocopiable

8. En la siguiente imagen se muestran algunas placas tectónicas y las flechas representan su movimiento.

8

6 4 2

7 5

¿Cuáles de ellas constituyen un límite convergente? A. La placa 5 con la 6. B. La placa 2 con la 5. C. La placa 7 con la 8. D. La placa 6 con la 7. E. La placa 5 con la 7. 9. Franco describe una característica de un sismo, indicando que corresponde a un punto de la superficie terrestre ubicado directamente sobre el punto donde comienza el movimiento sísmico. ¿Qué característica describe Franco? A. El foco. B. El epicentro. C. El hipocentro. D. El plano de falla. E. La zona de ruptura. 10. En una estación sismológica se registran los tiempos entre el registro de la primera onda P percibida y la primera onda S, obteniendo los siguientes datos: Sismo 1: 100 s Sismo 2: 30 s Sismo 3: 180 s Sismo 4: 90 s Sismo 5: 250 s

¿Cuál de estos sismos se produce más lejos de la estación sismológica? A. Sismo 1 B. Sismo 2 C. Sismo 3 D. Sismo 4 E. Sismo 5

¿A qué tipo de onda corresponden las que se registran en la zona A y B, respectivamente? A. Ondas P y S. B. Ondas S y P. C. Ondas R y P. D. Ondas P y L. E. Ondas L y R. 12. Carolina le cuenta a su hermano sobre un tipo de onda que se produce en el foco, no corresponden a las primeras en percibirse y no pueden propagarse por el interior de los fluidos. ¿Qué tipo de ondas está describiendo Carolina? A. Ondas P. B. Ondas S. C. Ondas L. D. Ondas R. E. Ondas R o L. 13. Soledad realiza un resumen sobre la escala Mercalli modificada, señalando lo siguiente: I. Consiste en 12 grados de intensidad. II. Evalúa los efectos sobre las construcciones. III. No es una estimación adecuada para sismos de gran magnitud. ¿Cuál o cuáles de las afirmaciones de Soledad describen la escala Mercalli modificada? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y II D. Solo II y III E. I, II y III 14. ¿En qué país se ha producido el terremoto de mayor magnitud que se ha registrado? A. Brasil. B. Japón. C. Chile. D. España. E. Estados Unidos. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

147

EL DINAMISMO DE LA TIERRA

15. Fernando observa un sismograma de un sismo, el cual le indica que el tiempo transcurrido entre el registro de primera onda P y la primera onda S, fueron 100 s. Usando el siguiente gráfico, ¿cuál es la distancia a la que se encuentra el epicentro del sismo de la estación sismológica que lo registró?

19. El siguiente esquema de la estructura de un volcán fue realizado por Gerardo. 3 1 2

4

300 250 Intervalo P-S (segundos)

Material fotocopiable

Evaluación Unidad 4

5

200

¿Qué número señala la cámara magmática? A. 1 D. 4 B. 2 E. 5 C. 3

150 100 50 0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Distancia al epicentro (kilómetros)

A. 10 km aproximadamente. B. 100 km aproximadamente. C. 500 km aproximadamente. D. 1000 km aproximadamente. E. 2000 km aproximadamente. 16. ¿En qué zona debe ser el epicentro de un terremoto para que se espere la ocurrencia de un tsunami? I. En la cordillera. II. En una zona costera. III. Un volcán submarino. A. Solo I D. Solo II y III B. Solo II E. I, II y III C. Solo III 17. Loreto está estudiando las partes de un volcán y describe una de ellas como el conducto a través del cual asciende el magma. ¿A qué estructura se refiere? A. Cráter. D. Cono secundario. B. Chimenea. E. Cámara magmática. C. Cono volcánico. 18. Jorge realiza las siguientes afirmaciones sobre el volcanismo. I. Se produce solo en la litosfera continental. II. Generalmente, corresponde a la expulsión de magma hacia el exterior de la Tierra. III. Está relacionado con el movimiento de las placas tectónicas. ¿Cuál o cuáles de las afirmaciones de Jorge soncorrectas? A. Solo I D. Solo II y III B. Solo II E. I, II y III C. Solo I y III 148

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

20. Un grupo de estudiantes realiza el modelo de una erupción volcánica, como el que se muestra a continuación:

Observaron que al agregar vinagre en el recipiente con bicarbonato la mezcla producía una reacción que hacía que saliera expulsada al exterior, fluyendo por el volcán hasta su base. A partir de esta experiencia establecieron lo siguiente: I. La lava expulsada por un volcán puede llegar a los poblados situados a sus pies. II. La lava sale expulsada por el cráter de un volcán. III. La lava es representada por la mezcla de bicarbonato y vinagre. ¿Cuál o cuáles de las conclusiones propuestas por el grupo son correctas? A. Solo I B. Solo II C. Solo I y III D. Solo II y III E. I, II y III

Desarrollo Responde las siguientes preguntas de desarrollo en una hoja en blanco.

24. Realiza un esquema en el que muestres la ubicación de las siguientes características de un sismo: epicentro, hipocentro, plano de falla y zona de ruptura.

21. Completa el siguiente esquema con los nombres de las diferentes capas, identificando el modelo estático y el dinámico.

25. Marcela y Andrés realizan las siguientes descripciones con respecto a la magnitud e intensidad de un sismo.

Modelo

La magnitud de un sismo corresponde a la evaluación de sus efectos sobre las personas, las construcciones y el terreno. La intensidad de un sismo corresponde a un parámetro que indica la energía liberada por un sismo. ¿Están correctas las descripciones de Marcela y Andrés? De no estarlo, corrígelas. 26. Realiza una comparación entre las escalas Richter, magnitud de momento y Mercalli modificada. 27. Durante un día en una estación sismológica se registran dos sismos, uno de 4 grados y otro de 5 grados en la escala de magnitud de momento. ¿Cuántas veces mayor es la cantidad de energía liberada por el segundo sismo en comparación con el primero? 28. ¿Cuáles son los efectos de los sismos en la sociedad y en el medio ambiente? Explica.

Modelo

22. Explica qué sucederá con los continentes luego de cientos de millones de años según la teoría de la deriva continental.

29. Usando la siguiente imagen, describe cada una de las partes que conforman un volcán.

30. Señala 3 medidas de seguridad que le recomendarías seguir a tu familia en el caso de un sismo, de un tsunami y de una erupción volcánica.

23. Describe el mecanismo que mantiene a las placas tectónicas en movimiento.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

149

Material fotocopiable

4

Solucionario Unidad 4

EL DINAMISMO DE LA TIERRA

Texto del estudiante Inicio de unidad (Página 155) 1. Debido a que se encuentra en las cercanías al límite convergente de dos placas tectónicas. 2. El cartel en el que señala una vía de evacuación en caso de producirse un tsunami. 3. La respuesta a esta pregunta depende de cada estudiante. Activa tus aprendizajes previos (Páginas 156 a 158) Terremoto en Nepal (Página 156) ɔ Algunos conceptos relacionados con los sismos y que aparecen en la noticia son: magnitud, hipocentro, epicentro, actividad sísmica y placas tectónicas. ɔ Los procesos tectónicos que ocurren en la región de Nepal y en las cercanías de Chile son similares. Ambos países se encuentran muy próximos a un límite convergente, en donde ocurre un proceso de subducción. ɔ Algunas medidas de precaución que se deben adoptar al momento de producirse un sismo son: alejarse de ventanas y abrir las puertas; no salir, ya que las vías de evacuación pueden estar bloqueadas, y tratar de mantener en todo momento la calma. Actividad volcánica fuera de nuestro planeta (Página 157) La actividad volcánica en nuestro planeta se produce principalmente por la tectónica de placas. En los límites entre las diferentes placas litosféricas se genera ascenso del magma y, con ello, se originan los volcanes. Analizando un registro gráfico (158) ɔ Eje horizontal: el tiempo; eje vertical: amplitud de la onda sísmica. ɔ Aproximadamente 160 s. ɔ El sismo comenzó con una leve oscilación. Cerca de los 40 s de haberse iniciado, se incrementó su magnitud de manera significativa. Luego de aquello, decreció rápidamente su magnitud.

Lección 7: La dinámica de la litosfera Me preparo para aprender (Página 160) a. En el experimento realizado por Gustavo y Emilia, los materiales se organizaron de menor a mayor densidad. Algo similar ocurre en la Tierra; esta se conforma por diferentes materiales, que van de menor densidad (en la zona más externa) a los de mayor densidad, que se sitúan al interior de la Tierra.

150

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

b. Si bien esta respuesta depende de cada estudiante, las capas de la Tierra según el modelo estático son: la corteza, el manto y el núcleo. Según el modelo dinámico las capas de la Tierra son: la litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera, esta última formada por el núcleo externo e interno. Actividad: Reconstruyendo un supercontiente (Página 164) a. La información que permite reconstruir el supercontinente es la forma y la composición mineral que presentan los diferentes fragmentos. b. Sí, debido a que algunas de las formaciones minerales que los conforman son más antiguas que otras. Esto permite inferir que se fue fragmentando de forma paulatina. c. Que algunas de las composiciones minerales como el carbón y la morrena se formen solo en determinados tipos de clima. En el caso del carbón, este mineral da cuenta de un clima tropical y, la morrena, de un clima glaciar. d. Se requieren evidencias geográficas (forma de los fragmentos continentales), evidencias geológicas (composición de minerales y de rocas). Además, de explicar el mecanismo que hizo que los continentes se desplazaran. Analiza y predice (Página 165) a. Los continentes continuarán separándose por un lado y acercándose por otro. b. Se piensa que dentro de 250 millones de años los continentes se volverán a unir. A este hipotético supercontinente se le ha denominado Pangea última o Neopangea. Actividad: Analizando hipótesis alternativas (Página 167) a. Si bien estas hipótesis pueden explicar algunas de las evidencias presentadas por Wegener, las dos son poco plausibles. b. La hipótesis de los puentes transoceánicos tiene sustento en ciertas evidencias, ya que existió un puente en el estrecho de Bering, que unió Asia con América. Por otro lado, la forma de los continentes puede ser un hecho que apoye la hipótesis de la Tierra en expansión. c. Cada una de las hipótesis puede explicar algunas de las evidencias presentadas por Wegener. Sin embargo, la hipótesis de los puentes transoceánicos requiere de que estos se hubiesen extendido por miles de kilómetros, hecho que es muy poco plausible. En el caso de la hipótesis de la Tierra en expansión, deja más incógnitas que los hechos que logra explicar, dado que no argumenta la forma en que la Tierra aumento de volumen o de dónde apareció el agua que cubrió los océanos. d. Las hipótesis alternativas son una forma de explicar fenómenos que se sustentan en evidencias, pero cuya explicación no es suficientemente convincente. Si las evidencias las avalan, muchas hipótesis alternativas pueden convertirse en una hipótesis principal.

4 1 Taller de estrategias (Páginas 170 y 171) Aplicación y práctica a. La cartulina representa a la litosfera interna y la tira de papel absorbente a la litosfera externa. b. A las placas tectónicas. c. A la deformación de la superficie de la Tierra producto del movimiento de las placas. Esto se puede evidenciar en la formación del relieve y de las cadenas montañosas. Identifica y analiza (Página 173) a. En la cercanía de la placa Sudamericana y de Nazca. b. Corresponde a un límite convergente, en el que se genera un proceso destructivo de la litosfera. Es importante aclarar que esto no significa que la litosfera desaparece, solo que se introduce en la astenosfera. c. Entre las placas Pacíficas y Euroasiática y entre las placas Indoaustraliana y Euroasiática. d. Entre las placas de Nazca y la Pacífica y entre las placas Sudamericana y Africana, entre otras. Muchos de los límites divergentes se encuentran en la corteza oceánica. e. Sobre la placa Indoaustraliana. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 174 y 175) 1. La afirmación de Juan Carlos no es correcta. En el punto 1 se encuentra la litosfera de menor edad y en el punto 5, la litosfera de mayor edad. 2. La principal debilidad de la teoría de la deriva continental fue no poder explicar el mecanismo que mueve a los continentes. 3. Tipo de evidencia Ejemplo Geográfica

Geológica

Paleontológica

El borde oriental de Sudamérica coincide con el borde occidental de África. Formaciones minerales y de rocas que se encuentran en los diferentes continentes. Fósiles de especies animales que vivieron en determinada época y que se encuentran distribuidos en diferentes continentes.

4. Los factores que determinan el movimiento de las placas tectónicas son la convección del manto y las fuerzas de arrastre y succión que se producen en los extremos de las placas tectónicas. 5. P: transformante; Q: divergente; R: convergente. 6. El modelo estático da cuenta de la composición química del interior de la Tierra y el modelo dinámico del comportamiento mecánico del interior de la Tierra. 7. a. En 9 571 428,6 años. b. En 51 428 571,4 años.

8. Las principales placas tectónicas son la Pacífica, la Sudamericana, la Norteamericana, la Africana, la Euroasiática, la Antártica y la Indoaustraliana. Chile se encuentra en las cercanía de las placas de Nazca, Sudamericana y Antártica. Entre las placas de Nazca y Sudamericana existe un límite convergente. Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 164 y 165.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 164, 165, 167 y 173.

Lección 8: El movimiento de las placas tectónicas Me preparo para aprender (Página 176) a. Las características de un sismo son el epicentro, el hipocentro, el plano de falla y la zona de ruptura. b. Efectivamente, tal como observaron Andrea y Miguel, en la intersección de dos placas tectónicas se concentra la mayor parte de la actividad geológica. Esto explica por qué en países como Brasil (que se encuentra lejos de la línea de intersección entre placas) existe una muy baja actividad sísmica. Taller de estrategias (Páginas 180 y 181) Desafío 1000 km

R Mar de las Ánimas Q T

Actividad: Modelando los efectos de un sismo sobre una masa de agua (Página 184) a. Se debería observar que al caer el plato, se produce una perturbación del agua que se propaga al interior de la fuente. b. Un desplazamiento vertical de la litosfera oceánica. c. Un tsunami. d. Como una onda mecánica. e. Sería un cataclismo, dado que, en proporción, la masa de agua desplazada arrasaría con lo que se encuentre en el borde costero.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

151

Solucionario Unidad 4

EL DINAMISMO DE LA TIERRA

Investiga y comunica (Página 186) Algunas consecuencias sociales y económicas generadas por un sismo de gran magnitud pueden ser: ɔ Pérdida de vidas humanas. ɔ Daños y destrucción de viviendas, hospitales, colegios e infraestructura asociada a los servicios de primera necesidad. ɔ Daños y destrucción de infraestructura vial. ɔ Gastos generados en la mantención de las vías de transporte, para el abastecimiento de víveres y servicios básicos. ɔ Gastos generados para la reconstrucción de las estructuras y reposición de los servicios interrumpidos. Actividad: Construyendo el modelo de un volcán (Página 190) 2. a. Para dar un aspecto de mayor realismo al modelo, se podría pintar el cono volcánico. b. La chimenea. 3. a. Una reacción química. b. En ambas situaciones se acumula presión dentro de una cámara. c. En un volcán real se acumula presión debido al ascenso del magma. Cuando la presión alcanza cierto límite, se produce una erupción. d. Existen elementos que son imposibles de representar en el modelo, como las altas temperaturas y el tipo de materiales del que está conformado un volcán. Integra tus nuevos aprendizajes (Páginas 194 y 195) 1. a. La magnitud de ambos sismos es similar. b. Estación 1: aproximadamente 90 s; estación 2: aproximadamente 110 s. 2. Diferencias entre la escala de Mercalli y la escala de magnitud de momento Escala de magnitud de Escala de Mercalli momento

Es una escala cualitativa.

Es una escala cuantitativa.

Mide los efectos producidos por un sismo.

Mide la energía liberada por un sismo.

Para un mismo sismo, pue- Para un sismo existe solo de haber varias intensida- un valor de magnitud des (que decrecen con la asignado. distancia al epicentro).

3. En la mayor parte del cinturón de fuego del Pacífico, existen límites convergentes. Es importante recordar que en dichos límites se concentra una mayor cantidad de actividad geológica.

152

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

4. El hipocentro es el punto de la corteza donde se produce la ruptura y se origina el sismo; el epicentro, en cambio, es la proyección del hipocentro hacia la superficie. 5. Las réplicas ocurren debido a que dentro de la zona de ruptura, las placas continúan acomodándose. En este proceso de estabilización de la corteza se genera una serie de sismos conocidos comúnmente como réplicas. 6. a. Los volcanes submarinos se originan, generalmente, en límites divergentes donde asciende el magma. En el caso de las placas continentales, la mayoría de los volcanes se producen en límites convergentes. b. Se produce un aumento de presión en la cámara magmática. Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 181 y 186.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 181, 186 y 191.

Consolida tus aprendizajes (Páginas 200 a 203) 1. a. Un sismógrafo es un aparato que traduce el movimiento de un sismo en un registro gráfico. Un sismógrafo simple consta de una masa que oscila, registrando dicho movimiento en un tambor giratorio. b. Un sismo se produce por la ruptura en una zona de fricción y de presión entre dos placas o fragmentos de la litosfera. Este se propaga, desde el hipocentro, en todas direcciones en forma de ondas sísmicas. c. Los parámetros de un sismo son la magnitud y la intensidad. d. Los elementos que caracterizan un sismo son el hipocentro, el epicentro, la zona de ruptura y el plano de falla. e. Consecuencias sobre las estructuras que se encuentran sobre la superficie, sobre la geografía y sobre las masas de agua. f. Algunas medidas de precaución que se deben adoptar al momento de producirse un sismo son: alejarse de ventanas y abrir las puertas; no salir, ya que las vías de evacuación pueden estar bloqueadas, y tratar de mantener en todo momento la calma. 2. a. Eje horizontal: tiempo de duración; eje vertical: amplitud del sismo (asociado a su magnitud). b. Onda P y onda S. c. Aproximadamente 140 s. d. Aproximadamente 40 s. 3. Aproximadamente 400 km.

4 4. a. La escala más utilizada hoy en día es la de magnitud de momento sísmico (Mw), debido a que es una escala que no se satura para sismos de gran magnitud. b. Elaborando mapas de riego sísmico; estableciendo y respetando las normas de construcción y educando a la población. 5. a. La temperatura, la presión y la densidad aumentan a medida que se incrementa la profundidad. b. Entre los 5000 y 6500 km. c. Entre los 5000 y 6500 km. 6. Litosfera

Astenosfera

Núcleo externo

Núcleo interno

Endosfera

Mesosfera

7. a. A que la placa tectónica de Nazca se introdujo abruptamente en la Sudamericana. b. El que la ciudad de Santiago se haya desplazado solo 24 cm, quiere decir que se encontraba más lejos de la zona de ruptura (hipocentro y epicentro). 8. En un límite divergente, los volcanes se generan debido al ascenso del magma a través de la zona de separación de las placas. En un límite convergente, los volcanes se originan debido a la presión que experimenta el magma al ser friccionado por las placas tectónicas. Remediales y actividades según tu nivel de desempeño Nivel de desempeño

Actividad sugerida

Logrado

Realiza las actividades que te indicará tu profesora o profesor.

Medianamente logrado

Realiza nuevamente las evaluaciones de las páginas 174 y 194.

Por lograr

Realiza nuevamente las actividades de las páginas 173, 181, 186 y 191. Además, desarrolla nuevamente las evaluaciones de las páginas 174 y 194.

Guía didáctica del docente Ficha de refuerzo - Lección 7 (Página 140) 1. En los límites divergentes se crea nueva litosfera, usualmente en la forma de pliegues montañosos, llamados dorsales oceánicas. 2. La teoría de deriva continental plantea que en algún momento todos los continentes estuvieron unidos en una sola gran masa de tierra, llamada Pangea. Lo anterior supone que los continentes están en constante movimiento. 3. Las evidencias de la teoría de la deriva continental son: ɔ Evidencias geográficas: los continentes parecen encajar casi perfectamente entre sí, de forma muy parecida a un rompecabezas. ɔ Evidencias geológicas: la continuidad de formaciones geológicas a uno y otro lado del Atlántico. ɔ Evidencias paleoclimáticas: utilizando ciertas rocas sedimentarias como indicadores de los climas donde se originan, la distribución de dichas rocas resulta inexplicable si los continentes no hubiesen estado juntos. ɔ Evidencias paleontológicas: fósiles de organismos extintos de la misma especie se encuentran en lugares muy distantes. 4. El mecanismo consiste en una fuerza de arrastre y una de succión de la placa, además de una fuerza de empuje de la dorsal. 5. B

6.

C

Modelo estático Corteza Manto

Núcleo

A

Modelo dinámico Litosfera Astenosfera Mesosfera

Endosfera

7. Las islas que se encuentran frente a Chile se acercan al continente, debido a que la zona de subducción es un punto de arrastre de la placa, donde la placa de Nazca se introduce bajo la placa Sudamericana. 8. Las principales placas tectónicas de la Tierra son: la Pacífica, la Sudamericana, la Norteamericana, la Africana, la Euroasiática, la Antártica y la Indoaustraliana. Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

153

Solucionario Unidad 4

EL DINAMISMO DE LA TIERRA

Ficha de profundización - Lección 7 (Página 141) 1. La afirmación de Andrés es incorrecta, ya que las fosas oceánicas se encuentran en los límites convergentes, mientras que las dorsales oceánicas se encuentran en los límites divergentes. 2. No, de hecho por eso la teoría fue desestimada en sus principios, ya que no pudo comprobar el movimiento de los continentes y así refutar la idea de una tierra estática, predominante en aquella época. 3. Se espera que sus estudiantes contesten que no es válida esta hipótesis; las justificaciones podrían ser variadas, por ejemplo, que esta hipótesis no explica de dónde provendría la masa adicional al aumentar de volumen. 4. No es correcta la afirmación de Marcela, ya que no es el único factor del movimiento de placas, el mecanismo impulsor de estas es más complejo, incluyendo la fuerza de arrastre y succión de la placa, además de la de empuje de la dorsal. 5. El esquema utilizado por Roberto no es correcto, ya que por la forma de la superficie de contacto y las flechas indicativas, este es un límite divergente. Debería utilizar un esquema como el siguiente:

Ficha de refuerzo - Lección 8 (Página 142) 1. Los y las estudiantes deberían indicar las ondas P y las ondas S, como se muestra a continuación:

P

2. La principal diferencia entre la escala Richter y Mercalli es que la primera indica la magnitud de un sismo, y la segunda su intensidad. 3. El mayor porcentaje de actividad sísmica y volcánica se concentra en las zonas de subducción entre placas tectónicas. 4. Plano de falla Epicentro

Hipocentro

6. La afirmación de Loreto no es correcta, ya que ambos modelos se sostienen sobre principios completamente diferentes. El modelo estático se basa en la composición química del planeta, mientras que el modelo dinámico considera el comportamiento mecánico del interior del planeta. 7. Las respuestas de sus estudiantes deben considerar el actual movimiento de las placas tectónicas, prediciendo que en algún momento se volverán a juntar. Es posible que los continentes se junten nuevamente en un solo gran continente, algunas hipótesis le dan la denominación de Pangea última, Neopangea, Pangea II. 8. Si el límite entre la placa de Nazca y la Sudamericana fuera divergente, el continente se iría alejando de las islas del Pacífico y estaría acercándose a África, en lugar de alejarse.

154

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

S

Zona de ruptura

5. Las réplicas son movimientos sísmicos posteriores a un sismo, de magnitud menor que este y que ocurren en la misma región debido a procesos de acomodación luego de la ruptura. 6. Cráter

Lava

Cono secundario Cono volcánico

Cámara magmática

Chimenea

4 Ficha de profundización - Lección 8 (Página 143) 1. El esquema realizado por sus estudiantes debe mostrar la misma duración del sismo, es decir, la distancia entre la primera onda P a la última onda superficial debe ser igual al del sismo ocurrido en Valdivia. La amplitud de las ondas debería ser mayor, es decir, aumentar su medida vertical. El esquema de sus estudiantes puede ser similar al siguiente:

2. Para medir un sismo de magnitud mayor a 8 grados Richter, es recomendable usar la escala de Magnitud de momento, ya que la Richter se satura y pierde precisión con sismos de gran magnitud. 3. La afirmación de Patricia es correcta, ya que en la zona de convergencia de ambas placas se produce mayor cantidad de sismos, y además existe un alta densidad volcánica. 4. Es incorrecta, ya que la explicación de Gerardo se refiere al hipocentro. El epicentro es el punto de la superficie terrestre ubicado directamente sobre el hipocentro. 5. Cuando el epicentro de un sismo es cercano a la costa, puede producirse un tsunami debido a la transferencia de energía producto del movimiento de una sección de la litosfera con respecto a otra. La energía entregada al agua se propaga a través de esta en forma de olas que pueden, en algunos casos, llegar hasta los 40 m de altura. 6. El nivel de presión al interior del volcán sería mucho mayor, produciéndose una erupción más violenta. Desafío complejo - Lección 7 (Página 144) a. Se espera que los estudiantes respondan que el cuaderno no se moverá siempre, al haber enrollado la misma cantidad del elástico. b. Gracias a los conocimientos previos de la ley de Hooke, se puede predecir, pero con un margen de error muy grande. Por lo tanto, no es posible predecir completamente cuándo y cuánto se moverá el cuaderno. c. Se espera que sus estudiantes relacionen el experimento con que ambos movimientos son impredecibles, en términos de su magnitud. d. Se espera que, a partir de la experiencia, sus estudiantes respondan que no es posible predecir la ocurrencia de los sismos. e. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de cómo se siguieron los pasos del experimento en cada uno de los grupos de trabajo.

Desafío complejo - Lección 8 (Página 145) a. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de las respuestas de la familia a la encuesta aplicada. b. Las respuestas dependerán de la situación particular de cada familia. c. Se espera que con la actividad los estudiantes valoren la importancia de estas medidas de seguridad. d. Las respuestas de sus estudiantes dependerán de las características de cada familia. Pueden mencionar incluir medicamentos, en el caso de que alguno de los integrantes del grupo familiar posea alguna enfermedad. Evaluación Unidad 4 (Páginas 146 a 149) Selección múltiple 15. D 8. E 1. A 16. D 9. B 2. E 17. B 10. E 3. B 18. D 11. A 4. C 19. E 12. B 5. E 20. E 13. C 6. D 14. C 7. E Desarrollo 21. Modelo

Estático Corteza

Manto

Núcleo

Modelo

Dinámico Litosfera Astenosfera

Mesosfera Núcleo externo Núcleo interno

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

155

EL DINAMISMO DE LA TIERRA 1 El cráter corresponde a una cavidad situada en la

2

3

4

Plano de falla Epicentro

5

6

Zona de ruptura

25. Las descripciones entregadas por Marcela y Andrés son incorrectas. Corregidas quedarían: ɔ La intensidad de un sismo corresponde a la evaluación de sus efectos sobre las personas, las construcciones y el terreno. ɔ La magnitud de un sismo corresponde a un parámetro que indica la energía liberada por un sismo. 26. Sus estudiantes pueden realizar una tabla para comparar ambas escalas. Richter

Magnitud de momento

Mercalli

Indica la magnitud de un sismo.

Indica la magnitud de un sismo.

Indica la intensidad de un sismo.

Es cuantitativa.

Es cuantitativa.

Es cualitativa y se estima a partir de los efectos observables sobre las personas, construcciones y el terreno.

Unidad 4 ∙ El dinamismo de la Tierra

2 5

3

6

30. Las respuestas de sus estudiantes pueden ser variadas; asegúrese de que correspondan a medidas de seguridad. Algunas de las que pueden proponer son las siguientes: En caso de sismo: ɔ Alejarse de ventanas. ɔ No encender fósforos debido a posibles fugas de gas. ɔ Utilizar escaleras en caso de habitar en un edificio y no el ascensor. En caso de tsunami: ɔ No evacuar en automóvil. ɔ Evacuar verticalmente, si se habita en un edificio, subir a la terraza. ɔ Contar con kits de evacuación preparados. En caso de erupción volcánica: ɔ No esconderse cuando las autoridades realicen la evacuación. ɔ Proteger las vías respiratorias debido a las cenizas. ɔ Evacuar la zona si la autoridad lo establece. Recursos digitales complementarios Las respuestas de los recursos digitales complementarios las encontrará en documento informativo de cada RDC, en la sección “Apoyo al docente”.

u rs o d i g

com

156

4

ple

it a l

27. El segundo sismo (5 grados) libera 32 veces más energía que el primero (grado 4). 28. Las respuestas de sus estudiantes serán variadas, algunas de ellas pueden ser: En la sociedad se producen sentimientos de inseguridad y menor inversión extranjera a largo plazo. En el medioambiente, los sismos pueden modificar el borde costero, el curso de los ríos y la altura de las montañas y colinas. 29. Sus estudiantes deben completar los recuadros con las descripciones que se presentan a continuación:

1

io

Hipocentro

cima del cono volcánico. Por esa abertura emerge el magma y los gases que se encuentran a elevadas presiones y temperaturas. El cono secundario se forma a partir de una ramificación de la chimenea principal, por la que pueden emerger lava, gases y cenizas. La cámara magmática corresponde a una estructura que se encuentra a gran profundidad y en su interior se encuentra el magma, el que debido a la presión puede encontrarse en estado líquido. La lava es roca fundida, su temperatura oscila entre los 700 °C y 1200 °C, la que asciende por la chimenea hasta alcanzar la superficie, lugar donde comienza a enfriarse. El cono volcánico corresponde a la estructura formada debido a la acumulación paulatina de material volcánico (magma, cenizas y sedimentos). La chimenea es el conducto por el cual asciende el magma y conecta la cámara magmática con el cráter del volcán.

ment

ar

22. Según la teoría de la deriva continental, los continentes seguirán moviéndose sobre el lecho marino, por lo que es posible que vuelvan a juntarse en un nuevo supercontinente. 23. El mecanismo depende de varios factores: la convección del manto, las fuerzas de arrastre y succión producto de la subducción de placas y las fuerzas de empuje de las dorsales oceánicas. 24. Los esquemas de sus estudiantes serán variados, pero deben indicar las características de un sismo como se muestra a continuación:

Rec

Solucionario Unidad 4

4 Bibliografía Disciplinar Lección 7: La dinámica de la litosfera ɔ Marrero, L. (1991). La Tierra y sus recursos. Venezuela: Cultural Venezolana S. A. ɔ Monroe, J., Wicander, R. y Pozo, M. (2008). Geología. Dinámica y evolución de la Tierra. España: Cengage Learning. Paraninfo, S. A. ɔ Tarbuck, E. y Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. México: Pearson Educación S. A. Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

ɔ Bolt, B. (2003). Terremotos. España: Editorial Reverté S. A. ɔ Gass, I., Smith, P. y Wilson, R. (2002). Introducción a las ciencias de la Tierra. España: Editorial Reverté S. A.

ɔ Tarbuck, E. y Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. México: Pearson Educación S. A.

Didáctica Lección 7: La dinámica de la litosfera ɔ Campanario, J. y Moya, A. (1999). ¿Cómo enseñar ciencias? Principales tendencias y propuestas. Revista Inverstigación Didáctica.Universidad de Alcalá de Henares. ɔ Carrascosa, J. (2005). El problema de las concepciones alternativas en la actualidad. Análisis sobre las causas que la originan y/o mantienen. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias. ɔ Varios autores. (1990). X Encuentro de didáctica de las ciencias experimentales. España: Servicio de Publicaciones, Universidad de Castilla-La Mancha. Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

ɔ Quintanilla, M. y Aduriz-Bravo, A. (2006). Enseñar Ciencias en el nuevo milenio. Retos y propuestas. Santiago: Universidad Católica de Chile.

ɔ Jiménez, M., Caamaño, A., Oñorbe, A. y Pedrinaci, E. (2007). Di-

dáctica de las ciencias experimentales. Barcelona: Editorial Graó.

Webgrafía Disciplinar Lección 7: La dinámica de la litosfera ɔ Animación ciclo de Wilson. http://cienciasnaturales.es/DINAMICAINTERNA.swf ɔ Recurso digital que muestra la estructura de la Tierra. http://cienciasnaturales.es/TIERRA1BTO.swf ɔ Animación de la deriva continental. http://es.tiching.com/link/11909 Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

ɔ Recurso digital sobre las capas de la Tierra y los movimientos

ɔ ɔ ɔ

de las placas tectónicas. Incluye preguntas para cada tema. http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/ alumno/2ESO/tierrin/actividades/presentaterremoto/capas1. htm Centro Sismológico Nacional de la Universidad de Chile. Incluye información de los sismos, definiciones e historia. http://www.sismologia.cl/ Recurso digital para trabajar el contenido de volcanes. http://www.bbc.co.uk/spanish/flash/swf/volcano/volcano_ani_ guide_spa.swf Página ONEMI, información sobre Chile Preparado. http://www.onemi.cl/chile-preparado/

Didáctica Lección 7: La dinámica de la litosfera ɔ Propuesta didáctica para trabajar la tectónica de placas en un nivel inicial o básico. http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=195953 ɔ Propuesta didáctica, actividades y animaciones para trabajar la estructura de la Tierra y la tectónica de placas. http://pa.tiching.com/link/71682 ɔ Propuesta didáctica para trabajar los contenidos de la lección. http://recursostic.educacion.es/secundaria/ edad/4esobiologia/4quincena3/pdf/quincena3.pdf Lección 8: El movimiento de las placas y sus consecuencias

ɔ Artículo sobre cómo afrontar con los estudiantes las ɔ ɔ

emociones luego de un terremoto. http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=202060 Artículo que explica como los museos de ciencias son un instrumento de alfabetización científica. http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2934596 Propuesta para trabajar los contenidos de origen y dinámica de los sismos y volcanes. http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?id=207356

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

157

Anexos

Técnica

heurística V de

Gowin

La V de Gowin es una estrategia para aprender a aprender, centrada en el aprendizaje del conocimiento científico. Surgió como un instrumento implementado en los laboratorios de ciencias naturales para, en palabras de los mismos autores, “ayudar a estudiantes y profesores a clarificar la naturaleza y los objetivos del trabajo en el laboratorio de ciencias” (Novak, 1988, p.76). La propuesta de la técnica surgió a finales de la década de los setenta debido a la falta de conexión entre la teoría y la práctica que se reconocía en la enseñanza de las ciencias naturales. Según comentan Gowin y Novak en el texto Aprendiendo a aprender, el estudiante en el laboratorio no seguía una metodología científica al hacer sus prácticas, de modo que se creaba un abismo entre la rigurosidad científica de la teoría y la falta de la misma en las prácticas escolares. Por la naturaleza de la técnica, se propone para ser utilizada en situaciones prácticas donde el estudiante tenga al alcance los fenómenos, objetos u acontecimientos a ser observados, fundamentalmente bajo circunstancias de tipo experimental. En la V de Gowin se sintetizan dos dimensiones del conocimiento. Una es la dimensión conceptual, integrada por teorías, principios y leyes. La segunda es la dimensión metodológica conformada por juicios de valor, afirmaciones de conocimiento, procedimientos experimentales, interpretaciones de datos, registros de los acontecimientos, fenómenos o fuentes de evidencia. En el vértice y punto de convergencia de ambos lados, está la pregunta de investigación, el acontecimiento, evento o fenómeno estudiado. Y en el centro de la V se escribe una planificación relacionada con la interrogante en cuestión. A partir de esta

información el estudiante podrá estructurar un informe de laboratorio que relacione la teoría y la práctica. Cabe destacar que usted como docente podrá realizarle los ajustes que considere necesarios para que sea un recurso que responda a sus necesidades particulares. En la práctica hay tres maneras de construir la V según sea la ruta didáctica seguida. La primera corresponde a la deductiva, cuyos pasos se inician desde el dominio conceptual con teorías y/o leyes que se comprobarán en el laboratorio, para luego plantear interrogantes y hallar evidencias cotidianas que demuestren su validez científica. Es recomendado para aquellas prácticas de laboratorio iniciales o demostrativas, ya que son procedimientos que deben ser aprendidos previamente para poder ejecutar otros y que requieren del seguimiento preciso de las instrucciones dadas por el o la docente. La segunda ruta es la inductiva, a partir de la cual los estudiantes primero plantean preguntas a partir de hechos cotidianos relacionados con la disciplina. Luego, proponen el procedimiento experimental, obtienen resultados y los interpretan para finalmente compararlos con las teorías existentes. En el anexo presente en el Texto del Estudiante se propone una metodología que es una combinación de las dos anteriores (inductiva/deductiva). Se inicia la ruta desde la observación, lo que permite generar una discusión a partir de la cual se origina una pregunta. En seguida, los estudiantes deben identificar las teorías y conceptos asociados al fenómeno, para finalmente planificar y llevar a cabo un procedimiento, analizar los resultados y por último concluir. Es importante señalar que cualquiera sea la ruta didáctica seleccionada, deben interrelacionarse ambos lados de la V de Gowin.

Bibliografía utilizada ɔ Novak, Joseph D. y Gowin, D. Bob (1988). Aprendiendo a aprender. Barcelona: Ediciones ɔ ɔ

158

Martínez Roca. Manuel Belmonte (1997). Mapas conceptuales y UVES heurísticas de Gowin. Bilbao: Ediciones Mensajero. Chamizo, J.A. (1995). Mapas conceptuales en la enseñanza y la evaluación de la química. Ciudad de México: Revista Educación Química.

Guía didáctica del docente ∙ Anexos

La

metacognición

La gran mayoría de los estudiantes puede beneficiar su aprendizaje con la guía de instrucciones explícitas y referidas a estrategias metacognitivas. Por ejemplo, un o una docente puede orientar a sus estudiantes mencionando en voz alta: ¿qué pueden hacer primero?; ¿qué más intentarían?, ¿qué tan bien está funcionando su estrategia? Este tipo de interrogantes les permite a los estudiantes pensar en cómo están haciendo lo que hacen mientras trabajan. Es necesario impulsar y animar a los estudiantes hacia prácticas metacognitivas, ayudándolos a establecer criterios de referencia a través de preguntas que desencadenen una reflexión fructífera sobre sus propios procesos de aprendizaje. Se requiere un estilo de pregunta flexible y articulada, que genere diálogo. Puede ser necesario que los sujetos se ofrezcan a sí mismos como modelos en la búsqueda de sus motivaciones y de las razones que se esconden tras sus decisiones.

Clasificación de preguntas metacognitivas 1. Preguntas dirigidas hacia el proceso:

7. Preguntas para motivar la generalización:

2. Preguntas que requieren precisión y exactitud:

8. Preguntas para estimular la reflexión y controlar la

¿Cómo lo has hecho? ¿Qué estrategias has usado para resolverlo? ¿Qué dificultades has encontrado? ¿Cómo las has resuelto? ¿De qué otra manera se podría haber hecho? ¿Hay otras opciones? ¿Estás seguro de tu afirmación? ¿Puedes precisar más tu respuesta?

3. Preguntas abiertas, para fomentar el pensamiento

divergente: ¿Hay alguna otra respuesta o solución? ¿Cómo ha resuelto cada uno la dificultad? ¿Qué harías tú en situaciones semejantes? ¿Por qué cada uno tiene respuestas distintas?

4. Preguntas para elegir estrategias alternativas:

¿Por qué has hecho eso así y no de otra manera? ¿Puede haber otras respuestas igualmente válidas? ¿Quieres discutir tu respuesta con la de tu compañero(a)? ¿Alguien ha pensado en una solución distinta?

5. Preguntas que llevan al razonamiento:

Tu respuesta está muy bien, pero ¿por qué? ¿Por qué has escrito (o dicho) eso? ¿Qué tipo de razonamiento has utilizado? ¿Es lógico lo que afirmas?

6. Preguntas para comprobar hipótesis o insistir en el proceso:

Yo lo pensaría mejor, ¿quieres volver a probar? ¿Qué sucedería si en lugar de este dato, usaras otro? ¿Qué funciones mentales hemos ejercitado con esta actividad?

¿Qué hacemos cuando comparamos, clasificamos, etc.? ¿Qué criterios hemos usado para? A partir de estos ejemplos, ¿podemos decir algún principio importante? impulsividad: ¿Qué pasos debiste realizar para completar tu tarea? ¿A qué se debió tu equivocación? Si lo hubieras hecho distinto, ¿habrías ido más o menos rápido? ¿Repetirías lo que has mencionado? ¿Podrías demostrarlo?

Al usar estas u otras preguntas de carácter metacognitivo estaremos haciendo un potente aporte a los estudiantes en el sentido de hacerlos reflexionar sobre sus propios aprendizajes y dotarlos de una herramienta para reconocerlos, evaluarlos y mejorarlos consciente, estructurada y sistemáticamente.

A tener en cuenta al analizar las respuestas

ɔ Preguntar las razones de las respuestas. Inducir las razones de por qué podrían o no ser mejores las respuestas alternativas. ɔ Discutir cómo se ha obtenido una respuesta correcta. Especificar procesos para alcanzar soluciones en términos de principios generalizables. ɔ Comparar cómo el estudiante enfocó problemas similares en etapas previas. Revisar la experiencia pasada en busca de estrategias aplicables. ɔ Discutir modos sistemáticos de resolver problemas. Cada estrategia potencial deberá ser considerada en lo que respecta a su aplicabilidad. ɔ Cuestionar las fuentes de error y discutir sobre ellas.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

159

Anexos ɔ Distinguir entre partes correctas e incorrectas de una respuesta. Comprender en qué han acertado y en qué han fallado. ɔ Producir ejemplos similares para ayudar a la generalización. ɔ Desarrollar el insight sobre las reacciones emotivas de los estudiantes ante las tareas. Hacerlos tomar con-

ciencia de las propias reacciones emotivas ante los requerimientos de las tareas. Despertar una buena disposición de ánimo para discutir francamente sus sentimientos.

La interrogación metacognitiva Es el autoconocimiento del aprendizaje y consiste en desarrollar una guía de interrogantes que ayuden a tomar decisiones oportunas frente a una tarea de aprendizaje, destacando aquellos elementos y disyuntivas de la tarea que resulten más relevantes para su solución. ¿Para qué sirve? Para mejorar el autoconocimiento relacionado con los propios mecanismos de aprendizaje y comprensión. Para sintetizar, en forma de interrogantes, la toma de decisiones que se ha seguido en torno a la tarea o actividad realizada. Para resolver algunas tareas, preparar una exposición, diseñar un trabajo o un proyecto de investigación, etc. ¿Cómo hacerlo? Planificar la tarea: consiste en la interpretación de los objetivos, activación de conocimientos previos, análisis de qué hay que hacer, selección de los procedimientos apropiados y evaluación previa de los tiempos necesarios en el proceso a seguir. Ejecutar el plazo trazado: es la aplicación de la estrategia prevista y regulación de la misma durante su aplicación. Evaluar la actuación: se refiere al análisis y corrección de errores.

Ejemplo de interrogación metacognitiva 1ª Fase: Planificación Reconocimiento ¿Qué se me pide de forma explícita en esta tarea? ¿Qué propósitos se persiguen con esta tarea? ¿Cuáles son mis intenciones con respecto a la tarea? Activación de conocimientos previos ¿Qué aprendizajes anteriores pueden ayudarme en la tarea? ¿Qué aprendizajes relevantes para la tarea no domino? ¿Cuáles son mis expectativas con respecto a la tarea?

160

Guía didáctica del docente ∙ Anexos

Análisis de la tarea ¿Qué características definen la tarea? ¿Qué dificultades presenta la tarea? ¿Cuál es la extensión de la tarea? Selección de procedimientos ¿Qué técnicas son las óptimas para conseguir los objetivos? ¿Qué técnicas conozco y podría aplicar? ¿Cómo debo ordenar las etapas para que me resulte más motivante la tarea? Planificación ¿Cuál es el momento en que rendiré más y mejor? ¿Cuánto tiempo necesitaré para resolver bien la tarea? ¿Con qué debo comenzar? ¿Cómo debo organizarme para cumplir con todo lo solicitado? 2ª Fase: Ejecución Organización ¿Qué dudas tengo? ¿Qué resultados espero obtener? ¿Estoy actuando según el plan previsto? ¿Qué aspectos del plan propuesto debo modificar? 3ª Fase: Evaluación Análisis de errores ¿Cuáles son los errores más significativos? ¿Qué errores se deben a una falta de conocimientos previos? ¿Qué errores responden a un procedimiento defectuoso? Corrección ¿Qué errores son fáciles y rápidos de resolver? ¿Cuáles errores tengo pocas posibilidades de corregir? ¿Cómo voy a corregir y a quién puedo pedirle ayuda?

Preguntas según las etapas del proceso metacognitivo Concienciación ¿Cómo estoy abordando esta tarea? ¿Qué estoy haciendo mientras trabajo en este proyecto? ¿Qué hago cuando no entiendo lo que estoy leyendo? Cuando encuentro un problema, ¿qué hago? ¿En qué pienso cuando estoy leyendo? Planificación ¿Qué clase de tarea es esta? ¿Cuál es mi meta? ¿Qué información necesito? ¿Qué problemas podrían surgir mientras estoy trabajando y cómo podría manejarlos? ¿Cuáles estrategias pueden ayudarme? ¿De cuáles recursos dispongo? ¿Cuánto tiempo tomará esta tarea? ¿Cuáles son las tareas más pequeñas dentro del proyecto principal?

¿Qué debo hacer en un orden particular, y qué puedo hacer en cualquier momento? ¿Con cuáles personas y qué eventos debo coordinar? ¿Quién puede ayudarme? ¿Qué quiero aprender a partir de este proyecto? Monitoreo ¿Está funcionando lo que estoy haciendo? ¿Qué no entiendo de la tarea? ¿Cómo podría hacer esto de manera diferente? ¿Debo empezar de nuevo? ¿Puedo cambiar un poco mi manera de trabajar para ser más efectivo(a)? ¿Qué puedo controlar de mi ambiente de trabajo? ¿Cómo puedo responder a desafíos inesperados? ¿Qué estoy aprendiendo? ¿Qué puedo hacer para aprender más y mejor? ¿Es esta la mejor manera de hacer esto?

Otras preguntas como sugerencias tendientes a desarrollar la reflexión metacognitiva Sobre el conocimiento ¿Qué conozco del tema? ¿Conozco el significado de…? ¿Cómo puedo relacionar esta información con…? ¿Qué conclusiones puedo sacar? ¿Cuánto aprendí sobre esto? Sobre el proceso ¿Qué habilidades he desarrollado? ¿Qué pasos debo seguir para…? ¿Cómo puedo resolver este desafío? ¿En qué partes requerí más tiempo? ¿Cuánto comprendí de las instrucciones? Sobre las actitudes ¿En qué soy sistemático(a)? ¿Cuánto interés tengo en la tarea? ¿Dedico suficiente atención y concentración a lo que hago? ¿Cómo puedo concentrarme más? ¿Colaboro con mis compañeros(a) en las tareas y trabajos asignados?

¿Qué rol asumo en los grupos de trabajo? ¿En qué puedo superarme? ¿Cumplí con los tiempos? Referidas a las tareas ¿Me gusta esta actividad? ¿Para qué puede servirme en mi vida fuera de la escuela? Referidas al tiempo utilizado ¿Cuánto tiempo debería tomarme esta actividad? ¿Utilizo el tiempo necesario o lo hago apurado para terminar rápido? ¿Me doy tiempo para revisar los resultados? ¿En qué parte demoro más? ¿Por qué? Referidas a las estrategias ¿Qué caminos utilicé para resolver la tarea? ¿Fueron efectivos? ¿Qué debería cambiar para ser más eficaz?

Bibliografía utilizada ɔ Martínez Beltrán, José M. (1997). Enseño a pensar. Madrid: Editorial Bruño. ɔ Beyer, Barry (2008). Enseñar a pensar. México: Editorial Pax.

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

161

Anexos

Aprendizaje

basado en proyectos

El aprendizaje basado en proyectos (ABP) es una metodología o estrategia de enseñanza en la que los estudiantes planifican, ponen en práctica, comunican y evalúan proyectos que tienen aplicaciones reales más allá de la clase. Los proyectos suelen ser interdisciplinares, centrados en el estudiante y con objetivos a largo plazo. Las raíces del aprendizaje por proyectos se encuentran en la aproximación constructivista emergente del trabajo de psicólogos y educadores como Vygotsky, Bruner, Piaget o Dewey, pero es a partir de 1990 cuando el Buck Institute for Education (Estados Unidos) empieza a promover el ABP y define y sistematiza dicho modelo de aprendizaje. El punto fuerte de esta estrategia metodológica es que los estudiantes lo encuentran divertido y motivante, suponiendo un reto para ellos porque juegan un rol activo en la elección del proyecto y en el proceso completo de su planificación, ejecución y comunicación. El desarrollo de proyectos estimula el crecimiento emocional, intelectual y personal de los estudiantes, los alienta a experimentar, descubrir, aprender de sus errores y enfrentar y superar retos difíciles e inesperados. Aprenden a dar retroalimentación constructiva tanto para ellos mismos como para sus compañeros(as) y a utilizar diferentes técnicas para la solución de problemas al compartir con otras personas y consensuar puntos de vista diferentes. A continuación se desglosan algunas de estas y otras ventajas del uso de la metodología ABP en el aula. Con su aplicación los estudiantes: ɔ Desarrollan habilidades y competencias, tales como la colaboración, la planificación, la comunicación, la toma de decisiones y el manejo del tiempo (Blank, 1997; Dickinson et al, 1998). ɔ Aumentan la motivación. Se registra un aumento en la asistencia a la escuela, una mayor participación en clase y mejor disposición para realizar las tareas (Bottoms & Webb, 1998; Moursund, Bielefeldt, & Underwood, 1997). ɔ Integran los aprendizajes de la escuela con la realidad. Los estudiantes retienen mayor cantidad de conocimiento y habilidades cuando están comprometidos con proyectos estimulantes. Mediante los proyectos, hacen uso de habilidades mentales de orden superior en lugar de memorizar datos en contextos aislados, sin conexión. Se hace énfasis en cuándo y dónde se pueden aplicar en el mundo real (Blank, 1997; Bottoms & Webb, 1998; Reyes, 1998).

162

Guía didáctica del docente ∙ Anexos

(ABP)

ɔ Desarrollan habilidades de colaboración para construir conocimiento. El aprendizaje colaborativo permite a los estudiantes compartir ideas entre ellos, expresar sus propias opiniones y negociar soluciones, habilidades necesarias en el mundo laboral (Bryson, 1994; Reyes, 1998). ɔ Desarrollan habilidades para la solución de problemas y establecen relaciones de integración entre diferentes disciplinas (Moursund, Bielefeld, & Underwood, 1997). ɔ Aumentan la autoestima. Los estudiantes se enorgullecen de lograr algo que tenga valor fuera del aula de clase y de realizar contribuciones a la escuela o la comunidad (Jobs for the future, n.d.). ɔ Se incrementan fortalezas individuales de aprendizaje y de sus diferentes enfoques y estilos (Thomas, 1998). ɔ Aprenden de manera práctica a usar la tecnología (Kadel, 1999; Moursund, Bielefeldt, & Underwood, 1997).

10 aspectos a tener en cuenta sobre los proyectos 1. El aprendizaje está centrado en los estudiantes y dirigido

por ellos con la ayuda del profesor(a). Los estudiantes no solo memorizan o recogen información sino que allí aprenden haciendo. Las clases convencionales se caracterizan porque los estudiantes están sentados en filas, orientados hacia el profesor(a) quien desde su posición les explica a los estudiantes, los que escuchan en silencio. En el ABP los estudiantes crean el contenido, se enseñan unos a otros, planifican los tiempos y ejecutan el proyecto. El rol del profesor(a) es ayudar a los estudiantes a consensuar ideas y orientarles hacia el desarrollo de los contenidos. En el ABP, la mayor parte del tiempo son los estudiantes los que hablan y el profesor escucha. La estructura tradicional del espacio del aula pierde sentido, ya que los estudiantes tendrán que moverse, levantarse, consultar diferentes fuentes, relacionarse con otros y obtener apoyo visual desde diferentes lugares, no solo la pizarra.

2. Tiene tres etapas bien definidas: planificar, ejecutar y

comunicar. Es importante que los estudiantes conozcan bien estas etapas y que el profesor(a) ayude a definirlas. Cada una de las etapas debe tener una duración y unas tareas concretas. Con el tiempo los estudiantes son capaces de organizarse solos, pero al principio necesitarán la ayuda del profesor(a) para hacerlo.

La primera etapa se caracteriza porque es de motivación hacia la tarea, de investigación previa y organización. La segunda etapa supondrá la mayor parte del tiempo del proyecto y se utilizará para la realización de las actividades encaminadas al desarrollo del producto final. La última etapa será la exposición del proyecto a la comunidad escolar y su evaluación por parte de los integrantes, de sus pares y del docente. 3. El contenido es significativo para los estudiantes y está

directamente conectado con su realidad. El ABP motiva al estudiante porque este siente que lo que aprende le es cercano y es importante para él. Vincularlo con sus intereses y necesidades es esencial para conseguir el éxito del proyecto. El constructivismo se basa en el aprendizaje a partir de conocimientos o ideas previas y el ABP también, ya que es fundamental dar inicio al proyecto a partir de lo que ya conocen los estudiantes.

4. Incluye un proceso de investigación.

Los proyectos permiten que los estudiantes profundicen en sus inquietudes y pongan a prueba sus ideas y ver hasta dónde pueden llegar sin ponerles un límite. El docente debe ayudar a filtrar qué información o ideas son más adecuadas o fiables, pero los estudiantes a medida que utilicen esta metodología podrán ir poco a poco adquiriendo la autonomía para obtener información por sí mismos y tras analizarla, poder hacer uso de ella.

5. Fija metas relacionadas con el desarrollo del currículum.

El principal reto del docente es vincular el proyecto con el currículum y en ese sentido el Texto del Estudiante es una herramienta que facilita esa conexión, ya que incluye propuestas concretas de trabajo, además de las que pueda sugerir cada docente o los propios estudiantes.

6. Se promueve el desarrollo de competencias relacionadas

con lo académico, con la vida y con el mundo laboral. En el ABP el desarrollo de competencias cobra una mayor importancia por encima de la memorización de contenidos. Los proyectos ayudan a los estudiantes a adquirir destrezas relacionadas con la comunicación, la investi-

gación, la reflexión, el autoconocimiento, la relación con los demás, el uso de diferentes lenguajes y nuevas tecnologías, entre otras. 7. Está centrado en el trabajo en equipo.

El trabajo en equipo permite realizar trabajos más elaborados y les permite a los integrantes desarrollar estrategias para aprender a trabajar juntos, dividir tareas o que puedan enseñarse unos a otros aprovechando los puntos fuertes de cada miembro del equipo.

8. Se obtiene como resultado final un producto tangible.

En la realización de los proyectos los estudiantes pondrán en práctica sus aprendizajes para obtener un producto, y son el tipo de inteligencias requeridas para estas acciones las que permitirán que los estudiantes obtengan aprendizajes estables y duraderos.

9. El producto final es presentado ante una audiencia que

puede evaluar el trabajo. Compartir el trabajo final con una audiencia les permite a los estudiantes mostrar a los demás lo que han aprendido y obtener un feedback inmediato de su aprendizaje. Además, exponer los resultados del proyecto es un potente elemento motivador para los estudiantes. Algunas formas de presentar el proyecto pueden ser: realizar una presentación oral, una exposición en el patio del colegio, un congreso o una feria de ciencias con la comunidad de la zona; invitar a los padres a una charla, grabar un vídeo y subirlo a internet, crear un blog, entre muchas otras.

10. Le permite al estudiante evaluarse y reflexionar sobre su

propio aprendizaje. El estudiante puede evaluar su propio trabajo y el del grupo a partir de la utilización de pautas que en algunos casos han podido ser diseñadas por el mismo equipo de trabajo. El proceso de autoevaluación es fundamental para desarrollar un pensamiento crítico y reflexivo sobre el aprendizaje. Las herramientas de aprendizaje en el ABP son reconocibles y perduran en el tiempo a través de portafolios, pósters, grabaciones, modelos, herramientas de uso tecnológico, entre diversas alternativas de aplicación y comunicación.

Bibliografía utilizada ɔ Galeana, Lourdes (2006). Aprendizaje basado en proyectos. México: Revista digital Ceupromed, Universidad de Colima.

Webgrafía utilizada: http://actualidadpedagogica.com/aprendizaje-basado-en-proyectos-en-10-pasos/ http://www.eduteka.org/modulos.php?catx=7&idSubX=224&ida=392&art=1

Guía didáctica del docente ∙ Física 1º medio

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Anexos Alfabetización

científica

El conocimiento científico ha dado lugar a notables innovaciones beneficiosas para la humanidad, entre las que figura el aumento de la esperanza de vida, el descubrimiento de tratamientos para muchas enfermedades, el incremento de la producción agrícola para atender las crecientes necesidades de la población mundial, los nuevos métodos de comunicación (gracias a la tecnología digital) y el tratamiento de la información, entre muchas otras. Los adelantos en ciencia y tecnología han desplegado un abanico de posibilidades tanto para el quehacer científico como para la sociedad en general (UNESCO-CIUC, 1999); sin embargo, se ha demostrado que, cuando los estudiantes tienen escasos logros en ciencia en la escuela, esto se traduce en una baja comprensión científica en los adultos y en su distanciamiento de un mundo impregnado de ciencia y tecnología (Frish, Camerini, Diviani & Schulz, 2011; Pew, 2009). Así, por ejemplo, en un estudio realizado entre adultos estadounidenses, el 82 % de las personas sabía que la tecnología GPS se basa en los satélites, el 65 % sabía que el dióxido de carbono está relacionado con el aumento de la temperatura global del planeta, y solo el 54 % entendía que los antibióticos no eliminan a los virus. A partir de estos resultados se puede inferir que la toma de decisiones individuales en temas medioambientales y de salud no se sustentará en pruebas científicas sino en creencias, lo que pone de manifiesto una escasa alfabetización científica de la población. La alfabetización científica es un concepto que ha sido ampliamente estudiado (Acevedo, 2004; Bybee, 1997; Bybee & McCrae, 2011; DeBoer, 2000; Laugksch, 2000; OCDE, 2008). Se establece como una analogía entre la alfabetización básica iniciada a fines del siglo XIX y el movimiento de extensión de la educación científica y tecnológica (DeBoer, 2000; Fourez, 1997). Sin embargo, las múltiples definiciones e interpretaciones, que varían según sea la visión de quien la presente (Fourez, 1997; Soobard & Rannikmäe, 2011), hicieron que durante décadas el concepto perdiera utilidad. Actualmente, pareciera existir un consenso en su definición e importancia, con lo cual el concepto de alfabetización científica ha sido incorporado al lenguaje cotidiano de los investigadores, diseñadores de currículos y profesores (Vilches, Solbes y Gil, 2004) y relacionado con la importancia social y cultural de la ciencia (Laugksch, 2000). En este sentido, el concepto más difundido y aceptado se presenta en el Programme for International Student Assessement (PISA), conducido por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), que define la alfabetización científica como: “la capacidad de un individuo de utilizar el conocimiento científico para identificar preguntas, adquirir nuevos conocimientos, explicar fenómenos científicos y sacar conclusiones basadas en evidencias respecto de temas relativos a la ciencia; comprender los rasgos específicos de la ciencia como una forma de conocimiento y búsqueda humana; ser consciente sobre cómo la ciencia y tecnología dan forma a nuestro mundo material, intelectual y cultural, y tener la voluntad de involucrarse en temas relativos a la ciencia y con ideas científicas, como un ciudadano reflexivo” (OCDE, 2009, p. 128). En este contexto, la alfabetización científica ha sido declarada como la finalidad de la enseñanza de la ciencia en la escuela (Nwagbo, 2006; OCDE, 2000; OREALC/ UNESCO, 2005; Vázquez y Manassero, 2002; Vilches et al., 2004). En el empeño por alcanzarla, la mayoría de los países ha incluido este enfoque en los planes curriculares nacionales de ciencia (Bencze & Bowen, 2009; Holbrook

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Guía didáctica del docente ∙ Anexos

& Rannikmäe, 2009; Vilches et al., 2004), apostando a que el desarrollo de la alfabetización científica como una competencia no solo permitirá mejorar la toma de decisiones de los futuros ciudadanos sino también generar un mayor interés en los jóvenes por desarrollarse en profesiones científicas y tecnológicas (Bencze & Bowen, 2009; Laugksch, 2000).

La alfabetización científica no es un todo o nada, es decir, las personas no se clasifican en analfabetas y alfabetizadas en ciencias. En efecto, la literatura establece la existencia de grados de alfabetización. En ese sentido, algunos autores se han esforzado por definir estos niveles (Bybee, 1997; Marco, 2000; OCDE, 2008; Shwartz, Ben-Zvi & Hofstein, 2006). Entre ellos destaca el esquema presentado por Bybee, cuya taxonomía es más aplicable en la escuela por su transferibilidad a los objetivos educacionales, pudiendo guiar el currículo, la enseñanza y la evaluación de la ciencia en la escuela (Shwartz et al., 2006). Bybee (1997) en su propuesta sugiere tratar la alfabetización científica como un continuo de cinco niveles, en los cuales los individuos van desarrollando una comprensión mayor y más sofisticada de la ciencia y la tecnología.

Los cinco niveles del modelo de Bybee son: 1. Analfabetismo científico, caracterizado por estudiantes de baja capacidad cognitiva o comprensión limitada (falta de vocabulario, manejo insuficiente de conceptos) para identificar una pregunta dentro del dominio de la ciencia. Los factores que pueden influir en la asignación a esta categoría son la edad, el estado de desarrollo o la presencia de una discapacidad. Se espera que el porcentaje de estudiantes dentro de este nivel sea bajo. 2. Alfabetización científica nominal, en el cual los estudiantes comprenden o identifican una pregunta, un concepto o un tema dentro del dominio de la ciencia; sin embargo, su entendimiento se caracteriza por la presencia de ideas erróneas, teorías ingenuas o conceptos inexactos. En la mayoría de los casos, la enseñanza y el aprendizaje de la ciencia tienen su punto de partida en este nivel, y constituye el piso para avanzar a los niveles siguientes. 3. Alfabetización científica funcional y tecnológica, caracterizada por el uso de vocabulario científico y tecnológico solo en contextos específicos, como al definir un concepto en una prueba escrita, donde el conocimiento es predominantemente memorístico y superficial. Los estudiantes pueden leer y escribir párrafos con un vocabulario científico y tecnológico simple y asociar el vocabulario con esquemas conceptuales más amplios, pero con una comprensión superficial de estas asociaciones. 4. Alfabetización científica conceptual y procedimental, donde no solo se comprenden conceptos científicos, sino cómo estos se relacionan con la globalidad de una disciplina científica, con sus métodos y procedimientos de investigación. En este nivel son relevantes los conocimientos procedimentales, junto a las habilidades propias de la investigación científica y de la resolución

de problemas tecnológicos. Los individuos identifican conceptos en esquemas conceptuales mayores, y comprenden la estructura de las disciplinas científicas y los procedimientos para desarrollar nuevos conocimientos y técnicas. 5. Alfabetización científica multidimensional, caracterizada por una comprensión de la ciencia que se extiende más allá de los conceptos de disciplinas científicas y de los procedimientos de investigación propios de la ciencia. Este nivel de alfabetización incluye dimensiones filosóficas, históricas y sociales de la ciencia y de la tecnología. Los individuos desarrollan un entendimiento y apreciación de la ciencia y tecnología como una empresa cultural, estableciendo relaciones dentro de las disciplinas científicas, entre la ciencia y la tecnología, y una amplia variedad de aspiraciones y problemas sociales. Se plantea que es poco probable que se alcance este nivel en la escuela, e incluso resulta poco frecuente en los propios científicos. Aunque se considera clave la alfabetización científica para el desarrollo del capital humano y, por tanto, para el desarrollo económico de los países (Laugksch, 2000; Orbay, Gokdere, Tereci & Aydin, 2010), los resultados de Chile en las mediciones internacionales no son muy alentadores. Así, por ejemplo, el estudio PISA 2006, centrado en la competencia científica, muestra que el 32 % de los estudiantes evaluados no alcanza el nivel 2, que implica un dominio de contenidos científicos básicos, la interpretación literal de información que requiere un razonamiento directo, y la capacidad de sacar conclusiones simples o en contextos familiares (de ello, un 19,3 % se ubica en el nivel 1 o menos, promedio OCDE 2006). El nivel 2 ha sido definido como el nivel básico de alfabetización científica, en el cual los estudiantes adquieren una comprensión mínima que les permite participar en situaciones de la vida cotidiana relacionadas con la ciencia y la tecnología (Mineduc, s. f.). Estos resultados se mantienen en PISA 2009. Aunque el Sistema de Medición de la Calidad de la Educación (Simce) no tiene un enfoque de alfabetización científica, los resultados de aprendizaje en Ciencias en 4° básico revelan que un 43 % de los estudiantes se ubicó en el nivel inicial en 2007, y un 39 % en 2009. Para 8° básico, la tendencia es similar (Simce, 2010). Estos datos permiten interpretar que el dominio científico es un problema no resuelto a lo largo del sistema. Entre los factores que inciden en los bajos niveles alcanzados, es posible reconocer una crisis de la enseñanza de las ciencias, caracterizada por: a) programas escolares sobrecargados de contenidos conceptuales, marcados por la falta de pertinencia y de sentido para los estudiantes, y un fuerte componente memorístico, con contenidos tratados

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Anexos en forma abstracta, que no responde a las interrogantes de los estudiantes (Acevedo, 2004; Fourez, 1997; Mineduc, 2005a; Vilches et al., 2004); b) una forma de enseñanza elitista, dirigida exclusivamente a aquellos estudiantes que manifiestan interés en carreras profesionales de corte científico y cuyo porcentaje no supera el 2 % (Acevedo, 2004; Vázquez, Acevedo, Manassero y Acevedo, 2006); c) una enseñanza atomizada del conocimiento, descontextualizada de la realidad histórica y desprovista de significado social y cultural (Castro, 2003); d) profesores de ciencias que se resisten a orientar la enseñanza de su disciplina al ciudadano, argumentando que lo que la sociedad necesita son científicos formados en el rigor (Vilches et al., 2004). Particularmente en Chile, la alfabetización científica no se ha trabajado de manera exhaustiva, lo que se evidencia en los escasos logros alcanzados (Mineduc, 2004). Incluso, como señala Larraín (2009), la alfabetización científica ha quedado relegada de la discusión educativa y de las políticas públicas. En el sector de Ciencias del Marco Curricular de la Educación Media se establece que, en el futuro, una causal de marginalidad, aún mayor que en el presente, será el hecho de no tener conocimientos básicos en ciencias, así como de no estar familiarizado con las formas de pensamiento propias de la investigación científica (Mineduc, 1998). La intencionalidad de una enseñanza de la ciencia, con el enfoque de alfabetización científica, se refuerza con la preocupación debida al descenso sostenido del número de estudiantes de ciencia y tecnología en los últimos quince años (OCDE, 2007). Uno de los factores que podría explicar este fenómeno es la actitud de los estudiantes hacia la ciencia (OCDE, 2008; Orbay et al., 2010; Osborne, Simon & Collins, 2003). Si bien existe acuerdo con respecto a la relevancia de las actitudes en relación a la ciencia, estas no son fáciles de definir debido a la diversidad de concepciones y perspectivas desde donde se ha enfocado (Simpson, Koballa, Oliver & Crawley, 1994), situación que se observa en la revisión de la literatura de treinta años donde Osborne et al. (2003) alertan sobre la falta de consenso sobre su significado. En efecto, se establece una distinción conceptual clásica entre actitudes científicas y actitudes hacia la ciencia (Gardner, 1975), donde las primeras se vinculan con metodologías propias de la investigación científica (curiosidad, creatividad, escepticismo, imparcialidad, objetividad, racionalidad), formando parte principalmente del componente cognitivo de las actitudes (Vázquez et al., 2006). Las segundas, en cambio, estarían especialmente relacionadas con el componente afectivo de las actitudes, en referencia a la valoración de las personas hacia diversos objetos de actitud, como la ciencia escolar, los científicos, la predilección por una carrera ligada a la ciencia y las im-

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Guía didáctica del docente ∙ Anexos

plicaciones sociales de la ciencia, entre otros (Acevedo et al., 2007; García y Sánchez, 2006; Gardner, 1975; Manassero y Vázquez, 2001). Por su parte, Furió y Vilches (1997) presentan una exhaustiva revisión de las clasificaciones y taxonomías de actitudes hacia la ciencia. Al analizar más profundamente la alfabetización científica y las actitudes hacia la ciencia, la literatura reporta la influencia de ciertas variables sobre el logro en cada dominio (Bradshaw, Sturman, Vappula, Ager & Wheater, 2007; Bussière, Knighton & Pennock, 2007; Treviño, 2010). El sexo de los estudiantes es una de ellas. A este respecto, las mediciones internacionales muestran diferencias entre hombres mujeres en resultados de aprendizaje en ciencias. Específicamente en PISA 2006 se observaron diferencias entre los países (9 a favor de los hombres y 12 a favor de las mujeres); en Chile los resultados muestran diferencias significativas a favor de los hombres (448 y 426 puntos) (Bradshaw et al., 2007), tendencia que se mantiene en el año 2009 (452 puntos en hombres y 443 en mujeres). Al interior de la escala de Ciencias de PISA existen diferencias por subdominio (Bussière et al., 2007), evidenciándose que en identificación de temas científicos el promedio OCDE muestra diferencias a favor de las mujeres, mientras que en Chile no hay diferencias significativas. Para explicar fenómenos científicos las diferencias son a favor de los hombres tanto en la OCDE como en Chile, y para uso de evidencia científica la OCDE tiene una diferencia a favor de las mujeres, mientras que en Chile se ven favorecidos los hombres (Bradshaw et al., 2007). Esta información evidencia que los aprendizajes de ciencia en Chile no siguen la tendencia mundial, y la brecha entre hombres y mujeres está lejos de disminuir. Esta diferencia en los desempeños en el área de ciencias tiene consecuencias en la motivación para aprender la disciplina y en la actitud hacia su aprendizaje en la escuela, lo que finalmente afecta en los caminos que seguirán los estudiantes en el ámbito educacional y profesional (Fraser, Aldridge & Adolphe, 2010). Otro factor asociado al logro en alfabetización científica y actitudes hacia la ciencia es el nivel socioeconómico (NSE) (OCDE, 2008). En PISA 2006 se encontró una relación positiva del índice de estatus socioeconómico y cultural con el desempeño en ciencias, tendencia que se repite en los resultados de PISA 2009 (Vegar, Prenszel & Martin, 2011). En Chile, los resultados muestran una brecha de 97 puntos entre el grupo bajo y el grupo alto, proporción similar a la observada según la dependencia administrativa de los establecimientos a los cuales pertenecen los estudiantes (Simce, 2010). En el Simce 2007 de 8° básico, en el subcampo comprensión de la naturaleza, la diferencia entre el NSE bajo y el alto es de 77 puntos

(diferencia de puntaje similar a lo observado por dependencia), donde solo el 8 % de los estudiantes de NSE bajo obtiene sobre 300 puntos (una desviación estándar sobre la media), mientras que el 65 % de los estudiantes del NSE alto obtiene este puntaje. Las actitudes hacia la ciencia tienen un comportamiento diferencial en relación al NSE; por ejemplo, no muestran diferencias entre niveles de escolaridad de los padres, variable asociada al NSE (Orbay et al., 2010). No obstante, sí se observan al analizarlas con el índice del nivel socioeconómico y cultural de PISA (OCDE, 2008).

En síntesis, considerando la importancia de la alfabetización científica y su vinculación con las actitudes hacia la ciencia, resulta relevante estudiar ambos constructos. No obstante, en Chile los estudios realizados fuera del marco de pruebas estandarizadas son escasos, principalmente porque no hay instrumentos válidos y confiables para la población chilena para estos dominios. Además, la incorporación del monitoreo de las actitudes y del nivel de alfabetización científica en las clases de ciencias por parte de los profesores favorecería los aprendizajes y permitiría generar y modificar estrategias pedagógicas para lograr mejores aprendizajes.

Bibliografía utilizada ɔ Navarro, Marianela y Carla Förster (2012). Nivel de alfabetización científica y actitudes hacia la ciencia en estudiantes de secundaria: comparaciones por sexo y nivel socioeconómico. Pensamiento educativo: Revista de Investigación Educacional Latinoamericana, 49(1), 1-17. ɔ Acevedo, J.A. (2004). Reflexiones sobre las finalidades de la enseñanza de las ciencias: Educación científica para la ciudadanía. Enseñanza y divulgación de las Ciencias: Revista Eureka, 1(1), 3-16.

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Anexos

Neuromitos Neuromito: el cerebro humano es muy distinto al de otros animales.

Realidad: comparado con el de un chimpancé o un delfín, el cerebro humano se diferencia en la cantidad de corteza cerebral. Si se le coteja con el de una ardilla o un gato se aprecia muy diferente en su forma, sin embargo ello es en apariencia, porque comparte con estas especies las mismas estructuras cerebrales. Más que estructuras diferentes, tiene un número muchísimo más grande de neuronas que otros animales.

Neuromito: cada función cerebral activa solo una parte de este órgano.

Realidad: cuando se observa el funcionamiento del cerebro mediante tomografía (un procedimiento médico que mide actividad metabólica) durante alguna conducta como hablar, pensar o mirar, se ve cómo se activan muchas de sus zonas y al mismo tiempo. Aún en el estado que comúnmente denominamos “tener la mente en blanco” se aprecia una enorme actividad repartida por todo el cerebro.

Neuromito: el cerebro trabaja como un computador.

Realidad: a diferencia de un computador el cerebro nunca es el mismo, por lo tanto tiene historia. Los computadores hacen una sola operación a la vez, mientras que nuestro órgano puede hacer muchas al mismo tiempo, usando sus estructuras simultáneamente. En un ordenador la memoria tiene un lugar asignado en el disco duro, en el cerebro está guardada en muchos sitios a la vez. Los ordenadores poseen una configuración fija, al contrario de nuestro cerebro, que presenta una configuración en cambio continuo, es decir, muta todo el tiempo.

Neuromito: el cerebro representa una realidad objetiva.

Realidad: si hay 10 testigos de un accidente de auto, tendremos 10 versiones distintas del hecho. ¿Por qué? No siempre experimentamos una correlación exacta entre el estímulo físico y la percepción de nuestro cerebro. El sistema nervioso crea su percepción con estímulos y actividad interna, por lo que las formas de captar la información exterior de diferentes personas puede ser parecida, pero el resultado no será igual.

Neuromito: usamos solo el 10 % de nuestra capacidad cerebral.

Realidad: no empleamos solo una parte del cerebro, en realidad lo utilizamos todo, aun cuando descansamos. Este órgano utiliza un 25 % de toda la energía que produce el cuerpo. Y cuidado con tratar de ahorrar energía y no usarlo, ya que es como un músculo, que debe ser ejercitado para funcionar bien. Una de las particularidades de esta “sala de control”, es que puede ser utilizado de diversas maneras: personas ciegas de nacimiento usan las partes

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Guía didáctica del docente ∙ Anexos

del cerebro que permiten ver, para otras tareas como tocar o leer Braille. Por esto poseen habilidades únicas, que se generan al adaptar el uso de las zonas cerebrales a sus propias necesidades.

Neuromito: la mitad izquierda es “racional”.

Realidad: es cierto que algunas funciones cognitivas como el lenguaje y la resolución de problemas requiere una mayor actividad en uno de los hemisferios cerebrales, pero no por ello es una “mitad” más racional. En tareas de lógica y orden, ambos lados del cerebro contribuyen para poder ejecutar adecuadamente estas funciones.

Neuromito: un golpe fuerte en la cabeza cura la amnesia.

Realidad: es un clásico en el cine humorístico mostrar que un amnésico se cura gracias a un golpe. Ello tampoco se consigue ni con hipnosis ni con apreciar un objeto muy querido. Golpes en la cabeza siempre provocan trauma y daño cerebral. Cuando se realiza una intervención de neurocirugía, muchas veces se soluciona un problema médico, pero a veces también puede haber pérdida de memoria.

Neuromito: los no videntes de nacimiento pierden la parte visual de su cerebro.

Realidad: las personas que han nacido ciegas utilizan todo su cerebro. Típicamente, la parte del cerebro que participa en conductas visuales, se reorganiza en personas ciegas y participa entonces en la percepción de tacto o auditiva. Estas personas tienen una mejor audición y tacto que sus pares videntes.

Neuromito: el cerebro de las mujeres es inferior para las matemáticas.

Realidad: el cerebro de hombres y mujeres permiten el mismo nivel de habilidades cognitivas. Sin embargo, estas habilidades son influidas también por aspectos sociales y culturales. Todo depende de la motivación, pues si se entrena a hombres y mujeres por igual, no se encuentran diferencias de rendimientos. Fuente: Boletín Explora, N.° 46 (junio, 2012) y N.° 47 (septiembre, 2012) CONICYT, Mineduc, Gobierno de Chile.

La

atención en el aula:

El inicio de la clase es clave

Los seres humanos recordamos mejor lo que ocurre al principio, por lo que el comienzo de la clase resulta ser un momento crítico. Tradicionalmente se utilizan los primeros minutos de las clases para corregir temas de la clase anterior, sin embargo, deberían utilizarse para introducir o analizar los conceptos más novedosos y relevantes. Es esa novedad que despierta la curiosidad la que activa las redes atencionales de alerta y orientativa del alumno y que le sirven para abrir el foco de la atención, no para mantenerlo. Como ejemplo que resalta la importancia de la curiosidad en el aprendizaje, podemos iniciar una clase al modo socrático clásico con una pregunta provocadora relacionada con un problema real que sea motivador y que permita al alumno iniciar un proceso de investigación en el que se sienta un protagonista activo del mismo.

Ciclos y parones

Diversos estudios demuestran que la capacidad del alumno para mantener la atención sostenida varía, en promedio, entre 10 y 20 minutos (Tokuhama, 2011). Esto sugiere que, para optimizar la atención del alumnado, el profesor debería dividir el tiempo que dispone para impartir su materia en bloques que no excedieran, aproximadamente, los 15 minutos. De esta forma también se facilita el procesamiento y consolidación de la información que sabemos que requiere práctica continua y tiempo. El inicio de la clase debería despertar el interés, en la mitad de la misma se podría facilitar la reflexión a través del trabajo cooperativo y utilizar el final para repasar lo prioritario.

La variedad estimula la atención

Existe una gran diversidad de estrategias pedagógicas que pueden estimular al cerebro y captar la atención siempre y cuando conlleven cambio y novedad. Desde la utilización por parte del docente, por ejemplo, de metáforas, historias, ejercicios que propongan predicciones, actividades que requieran analizar diferencias (Jensen y Snider, 2013), debates, lecturas o videos hasta cambios regulares en el entorno físico de aprendizaje que constituye el aula y que suministren estimulación visual. La experiencia del profesor permitirá mantener ese equilibrio requerido entre lo novedoso y lo más tradicional para no provocar estrés inadecuado en el alumnado.

La emoción como elemento facilitador

Cuando las emociones positivas nos impregnan de energía podemos concentrarnos mejor y empatizar más, ser más creativos y mantener el interés por las tareas (Davidson, 2012). Richard Boyatzis comenta: “hablar de sueños y metas positivas estimula centros cerebrales que nos abren nuevas posibilidades. Pero si la conversación cambia a lo que deberíamos corregir

de la teoría a la práctica

en nosotros, esos centros se desactivan” (Goleman, 2013). Curiosamente en la escuela prevalece un enfoque centrado en los déficits. Por ejemplo, en la corrección de los exámenes todavía predomina el subrayado en rojo de los errores, existiendo muy pocos comentarios positivos sobre lo realizado.

Se aprende mejor en plena naturaleza y jugando

La neurociencia ha demostrado la importancia del juego y de la actividad física en el aprendizaje y más si se da en entornos naturales. El intentar mantener la atención durante períodos de tiempo prolongados agota determinados neurotransmisores de la corteza prefrontal. Sin embargo, se ha demostrado que un simple paseo en un entorno natural es suficiente para recargar de energía determinados circuitos cerebrales que permiten recuperar la atención y la memoria y que mejoran los procesos cognitivos (Berman et al., 2008). Incluso niños con Trastorno de Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH) han mostrado cierta reducción de sus síntomas al encontrarse en la naturaleza (Kuo, 2004).

La atención requiere autocontrol

Sin el funcionamiento adecuado de las funciones ejecutivas no es posible prestar atención al estímulo apropiado y, de esta forma, se dificulta el aprendizaje. En este sentido, la utilización de actividades artísticas resulta muy útil en la mejora del autocontrol. Por ejemplo, al tocar un instrumento musical o al participar en una obra de teatro, el alumno puede mejorar la atención ejecutiva porque esas actividades le permiten centrarse y eliminar estímulos irrelevantes. Asimismo, es importante promover la metacognición del alumno a través de actividades (los proyectos son muy útiles) en las que debe reflexionar sobre lo que hace y aprende.

Mindfulness en el aula (práctica de la atención plena)

Siguiendo con la línea anterior, se ha demostrado que el mindfulness, técnica milenaria basada en la meditación, que ha sido retomada en la actualidad por los más prestigiosos investigadores con eficacia comprobada, mejora la actividad de circuitos de la corteza prefrontal, fundamentales para mantener la atención y de otros de la corteza parietal que dirigen la atención centrándola en un objetivo específico. A la mejora de la atención selectiva hay que añadir la de la metacognición, el autocontrol o la relajación (Davidson, 2012), todos ellos factores imprescindibles en el desarrollo y aprendizaje del alumno. Jesús C. Guillén

Bibliografía utilizada ɔ Berman M. et al. (2008). “The cognitive benefits of interacting with nature”. Psychological Science, 19.

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Anexos

Aprendizaje

cooperativo en el

El descubrimiento de las neuronas espejo nos ha permitido explicar cómo se transmite la cultura a través del aprendizaje por imitación y el desarrollo de la empatía, es decir, qué nos hace humanos. Nuestro cerebro se desarrolla desde el nacimiento en continua interacción con otros cerebros y eso es lo que realmente nos diferencia: somos seres sociales. Los bebés con pocos meses de edad ya son capaces de mostrar comportamientos altruistas (Warneken y Tomasello, 2007) y es este tipo de conducta, al parecer innata, la que hemos de potenciar con la educación. Si somos seres sociales, la cooperación deber ser lo normal. La cooperación consiste en trabajar para alcanzar objetivos comunes. Es muy importante reseñar que cooperar significa algo más que colaborar porque añade ese componente emocional que hace que las relaciones entre miembros del grupo sean más cercanas y humanas y no se restrinjan únicamente a alcanzar los objetivos propuestos. El aprendizaje cooperativo conlleva la formación de grupos reducidos (por ejemplo, de 2 a 4 miembros, siendo más adecuado el número par) en los que los alumnos optimizan su aprendizaje y el de los demás. Ello requiere una organización del aula que facilite la interacción entre compañeros y que sea diferente a la tradicional distribución de mesas en filas y columnas. Este tipo de metodología se puede aplicar en cualquier tarea o materia, puede plantearse de manera formal o informal según las necesidades temporales de la actividad y, en definitiva, es una muy buen forma de atender la diversidad en el aula, sobre todo cuando se promueve la formación de grupos heterogéneos. Utilizando el modelo de los hermanos Johnson (1999), los elementos básicos que caracterizan al aprendizaje cooperativo son los siguientes: 1. Interdependencia positiva Cuando se realice una tarea el profesor ha de plantear objetivos claros para el grupo que fomenten el compromiso entre todos los integrantes. Se une a los miembros del equipo en torno a un objetivo común y el esfuerzo individual beneficia al alumno y a todos sus compañeros. Para facilitar esta interdependencia, el profesor puede asignar diferentes funciones a cada miembro del grupo. 2. Responsabilidad individual y grupal El grupo asume la responsabilidad de alcanzar sus objetivos y cada miembro del mismo asume responsabilizarse de la tarea asignada. Los alumnos pueden firmar un compromiso inicial cuyo grado de cumplimiento se evaluará de forma colectiva al final del trabajo.

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Guía didáctica del docente ∙ Anexos

aula

3. Interacción cara a cara Se ha de promover el aprendizaje de los demás a través del apoyo mutuo y del respaldo personal. Las interacciones entre compañeros han de ser estimuladoras y han de fomentar la igualdad de participación (según Kagan, 2001) sin ningún tipo de imposiciones entre compañeros. 4. Uso adecuado de destrezas sociales Para que los alumnos aprendan a trabajar de forma cooperativa, los docentes les hemos de enseñar toda una serie de competencias interpersonales básicas relacionadas con la toma de decisiones, la comunicación, la solidaridad, el respeto o la resolución de conflictos. 5. Evaluación grupal Los miembros del grupo han de analizar si se están alcanzando los objetivos propuestos conociendo las contribuciones individuales y modificando aquellas que lo requieran. Una forma de fomentar la autoevaluación se puede hacer, por ejemplo, mediante cuestionarios o encuestas, de forma que los alumnos reflexionen y luego compartan estas reflexiones con el resto de los compañeros.

De la teoría a la práctica

Antes de introducir el aprendizaje cooperativo en el aula se han de realizar dinámicas de grupo que permitan generar un clima favorable y cohesionado que fortalezca el sentido de pertenencia de los alumnos al grupo. Con pequeñas experiencias se fomenta la interacción entre compañeros y así van adquiriendo mayor confianza para trabajar juntos. Hay estructuras cooperativas simples que se aplican a contenidos concretos y que se pueden realizar durante una clase. Y existen otras estructuras más complejas que constituyen ya proyectos que se pueden aplicar a contenidos más amplios y que al ser más duraderas requieren para su realización más clases. Veamos algunos ejemplos resumidos y arbitrarios de estructuras simples (Pujolás, 2008) que pueden plantearse en cualquier fase del aprendizaje durante la lección o unidad didáctica que se esté trabajando.

Inicio: antes de la unidad

Al preparar la unidad es imprescindible para el profesor evaluar los conocimientos previos del alumno para así plantear objetivos de aprendizaje que garanticen su compromiso. El juego de las palabras El profesor escribe en la pizarra unas palabras clave sobre el tema que se va a trabajar. Cada miembro de un grupo ha de escribir una frase con una de las palabras o expresar a

qué hace referencia. A continuación, cada alumno muestra lo que ha escrito al resto de los compañeros para que lo analicen entre todos. Cuando se ha repetido el procedimiento para todos los miembros del grupo se realiza un mapa conceptual o esquema que resuma lo analizado. El profesor transmite los objetivos de aprendizaje y los criterios de logro para alcanzarlos de forma clara. La motivación inicial requiere despertar la curiosidad a través de la novedad planteando, por ejemplo, un problema o una pregunta de investigación. Parada de tres minutos Al introducir la unidad didáctica el profesor interrumpe la explicación dejando el intervalo de tiempo necesario (los tres minutos es una referencia) para que cada grupo reflexione sobre lo planteado y proponga dos o tres preguntas. Los representantes de cada grupo irán formulando una pregunta cada vez de forma sucesiva.

Desarrollo: durante la unidad

En el transcurso de la unidad el profesor obtiene información sobre cómo aprende el alumno. Observa el tipo de trabajo en grupo, pregunta cuando es necesario y ayuda en la realización de la tarea promoviendo la reflexión. Se asume que el error forma parte del proceso de aprendizaje y se suministra el feedback adecuado que promueve la autorregulación del alumno. Estructura 1-2-4 El profesor plantea un problema y dentro de cada equipo, al principio, cada alumno reflexiona de forma individual anotando su respuesta. Luego se produce el intercambio con un compañero y analizan sus respuestas entre los dos. Finalmente, todo el equipo comparte las respuestas y analiza cuál de ellas es la más adecuada.

Conclusiones finales ¿Qué tipo de educación queremos? Desde el enfoque tradicional, que todavía es muy común en las escuelas actuales, encontramos en el aula la clásica distribución de mesas en filas y columnas en donde el profesor, en una posición dominante, no para de transmitir conocimientos (él que sabe mucho) a sus alumnos (que saben poco). Como consecuencia del rol pasivo que desempeñan en el aula, muchos estudiantes sienten desinterés y desmotivación con lo que su aprendizaje se ve muy perjudicado. El intento por atribuir los resultados negativos de los alumnos a su falta de voluntad lleva muchas veces al docente a repetir una y otra vez la misma metodología, sin embargo, en la mayoría de ocasiones lo que se requiere es la utilización de estrategias diferentes, no más de lo mismo. El enfoque moderno, que está en consonancia con la neuroeducación, fomenta la participación activa del alumno en el proceso de aprendizaje que es gestionado por el profesor y que en el aula habla menos, escucha más y, por supuesto, también aprende. En este sentido, el aprendizaje cooperativo es muy útil porque conlleva beneficios a nivel social, psicológico o académico favoreciendo la aceptación de la diversidad, generando climas emocionales más positivos en el aula o promoviendo estrategias de pensamiento analítico y crítico. Manfred Spitzer resume muy bien la necesidad de este tipo de aprendizaje activo y comprometido (Spitzer, 2005): “El comportamiento social sólo puede aprenderse en una comunidad en la cual y con la cual se puede y se debe actuar. La cooperación se aprende de una forma lúdica, pero el juego no se llama Parchís ni tampoco Monopoly. Se llama ¡convivencia! Y no se trata de un juego.” Actuemos pues. Nuestro cerebro social nos lo agradecerá. Jesús C. Guillén

Cierre: al final de la unidad

En la fase final es imprescindible que los alumnos reflexionen sobre el aprendizaje y su progreso. Eso se puede hacer resumiendo las ideas principales trabajadas durante la unidad. El profesor podrá evaluar así si se han cumplido los objetivos iniciales. Lápices al centro Asumiendo que los grupos de trabajo contienen 4 alumnos, el profesor proporciona 4 preguntas sobre la unidad trabajada, haciéndose cargo cada miembro del grupo de una de ellas. Cada alumno lee su pregunta y expone su respuesta y, a continuación, cada compañero expresa su opinión al respecto hasta que se decide cuál es la respuesta más adecuada. Los lápices al principio se ubican al centro porque es el momento de hablar y escuchar, mientras que al final es el momento de escribir.

Bibliografía utilizada ɔ Gazzaniga, Michael S. (2012). ¿Quién manda aquí? El libre albedrío y la ciencia del cerebro. Paidós. ɔ Hattie, John (2009). Visible learning. A synthesis of over 800 meta-anayses relating to achievement. Routledge. ɔ Johnson, D. y Johnson, R. (2009). An educational psychology success story: social interdependence theory and cooperative learning. Educational Researcher, 38. ɔ Johnson, David W., Johnson, Roger T. y Holubec, Edythe J. (1999). El aprendizaje cooperativo en el aula. Paidós.

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Anexos Cerebro y

aprendizaje

Como punto de partida para vincular cerebro y aprendizaje, tenemos que empezar por conocer algunas características fundamentales del cerebro humano. El proceso de aprendizaje involucra todo el cuerpo y el cerebro, quien actúa como una estación receptora de estímulos y se encarga de seleccionar, priorizar, procesar información, registrar, evocar, emitir respuestas motoras, consolidar capacidades, entre otras miles de funciones. El cerebro, es el único órgano del cuerpo humano que tiene la capacidad de aprender y a la vez enseñarse a sí mismo. Además, su enorme capacidad plástica le permite reorganizarse y reaprender de una forma espectacular, continuamente. Con aproximadamente 100 mil millones de células nerviosas llamadas neuronas, el cerebro va armando una red de conexiones desde la etapa prenatal y conformando un “cableado” único en cada ser humano, donde las experiencias juegan un rol fundamental. Este gran sistema de comunicación entre las neuronas, llamado sinapsis, es lo que permite que el cerebro aprenda segundo tras segundo. Cada cerebro es único, irrepetible, aunque su anatomía y funcionalidad sean particularmente de la raza humana. Es poderoso en captar el aprendizaje de diferentes maneras, por diferentes vías pues está naturalmente diseñado para aprender. Si el educador conoce cómo aprende el cerebro, y cuáles son las influencias del entorno que pueden mejorar o perjudicar este aprendizaje, su planificación o propuesta curricular de aula contemplará diferentes estrategias que ofrecerán al alumno varias oportunidades para aprender desde una manera natural y con todo el potencial que tiene el cerebro para ello. El cerebro aprende a través de patrones. Los detecta, los aprende y encuentra un sentido para utilizarlos siempre cuando vea la necesidad. Además, para procesar información y emitir respuestas, el cerebro utiliza mecanismos conscientes y no conscientes. Estos factores nos hacen reflexionar acerca de lo importante que es la actitud del maestro frente a las propuestas de aprendizaje y frente a los alumnos. El ejemplo juega un rol fundamental en el aprendizaje por patrones y de forma no consciente. Las emociones matizan el funcionamiento del cerebro. Los estímulos emocionales interactúan con las habilidades cognitivas. Los estados de ánimo, los sentimientos y las emociones pueden afectar la capacidad de razonamiento, la toma de decisiones, la memoria, la actitud y la disposición para el aprender. Además, las investigaciones han demostrado que el alto nivel de stress provoca un

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impacto negativo en el aprendizaje, cambian al cerebro y afectan las habilidades cognitivas, perceptivas, emocionales y sociales. Un educador emocionalmente inteligente y un clima favorable en el aula son factores esenciales para el aprendizaje. El cerebro necesita del cuerpo así como el cuerpo necesita del cerebro. Ambos aprenden de forma integrada. El movimiento, la exploración por medio de los órganos sensoriales, la expresión corporal, las experiencias directas y concretas estimulan el desarrollo de los sistemas sensoriales, de los sistemas motores y de diferentes regiones en el cerebro. Los ejercicios y el movimiento permiten mayor oxigenación del cerebro, mejoran habilidades cognitivas, estimulan capacidades mentales, sociales y emocionales. El input sensorial construye todos los conocimientos que tenemos y están vinculados a la percepción, cognición, emoción, sentimientos, pensamientos y respuestas motoras. El cerebro aprende desde diferentes vías. En los últimos años se ha hablado de cómo el cerebro es capaz de aprender de diferentes formas, utilizando varias estrategias y elementos del entorno. Uno de los aportes significativos a esta particularidad del cerebro, ha dado el doctor Howard Gardner4) (1983) en sus investigaciones acerca de las múltiples inteligencias que conforman el cerebro humano. Explica, en su teoría, que el cerebro no cuenta con sólo un tipo de inteligencia, sino con varias inteligencias que están interconectadas entre sí pero que a la vez pueden trabajar de manera independiente y tener un nivel individual de desarrollo. Demostró cómo una persona puede llegar a tener un alto nivel de conocimiento del mundo utilizando tanto la música, como su cuerpo o el lenguaje. Considerar la filosofía de las Inteligencias Múltiples al esquematizar nuestro trabajo, al proponer diferentes aprendizajes o al programar las actividades que llevaremos a cabo en aula, permitirá que nuestros alumnos utilicen diferentes recursos (provenientes de sus múltiples inteligencias) para el aprendizaje y el desarrollo de capacidades.

El cerebro aprende con diferentes estilos. Muchas veces, los educadores, se planifican y realizan sus clases explorando sólo algunos estilos de aprendizaje, como el visual, el auditivo, el lingüístico o el lógico. Sin embargo, la enorme capacidad de aprender del cerebro humano a través de diferentes estilos, debería proporcionar al educador un abanico de ideas y alternativas para proponer un aprendizaje, facilitando el desarrollo de todas las habilidades de pensamiento de los alumnos. Aunque el cerebro de todo ser humano esté programado genéticamente para aprender, procesar, consolidar y recordar un aprendizaje, y los sistemas y funciones involucrados en este proceso también sean los mismos en los seres humanos con un desarrollo normal, sería importante que el educador considerara que el alumno además de aprender de manera visual, auditiva, lingüística y lógica, tiene la capacidad de aprender de manera reflexiva, impulsiva, analítica, global, conceptual, perceptiva, motora, emocional, intrapersonal e interpersonal. Una clase programada pensando en diferentes formas de enseñar para diferentes formas de aprender indudablemente es una verdadera oportunidad para el desarrollo humano. El desarrollo del cerebro está bajo influencias genéticas y ambientales. El entorno adecuado y enriquecido despierta al cerebro para el aprendizaje y lo desarrolla. Asimismo, varios factores ejercen influencia en el cerebro y por ende en el aprendizaje: el factor nutricional, factores de índole genética, el entorno socioeconómico y cultural, el ambiente emocional familiar del alumno, lesiones cerebrales, aprendizajes previos consolidados, entre otros. Esto implica que el educador necesita obtener mayor información acerca de la historia de vida de sus alumnos, si quiere aportar de manera significativa y asertiva al proceso de desarrollo desde su práctica pedagógica. La música y el arte ejercen influencia en el cerebro. Varias investigaciones realizadas por grandes neurocientíficos, como Gazzaniga5), vienen demostrando que escuchar música y tocar un instrumento musical provocan un gran impacto en el cerebro, estimulando zonas responsables de funciones cerebrales superiores. De igual forma, el arte estimula un enorme grupo de habilidades y procesos mentales, permite el desarrollo de capacidades cognitivas y emocionales, además de estimular el desarrollo de competencias humanas. Con este conocimiento en mente, los educadores podrán utilizar la música y el arte como activadores del aprendizaje vinculadas a su práctica pedagógica y planificación curricular.

La capacidad del cerebro para guardar información es ilimitada y maleable. La habilidad de adquirir, formar, conservar y recordar la información depende de factores endógenos y exógenos, de las experiencias y de la metodología de aprendizaje utilizada por el educador. El cerebro tiene diferentes sistemas de memoria, que pueden almacenar desde una pequeña cantidad de datos hasta un número ilimitado de ellos. La memoria es una de las funciones más complejas del cerebro y que es diariamente estimulada en el aula. Saber cómo se da el proceso de adquisición, almacenamiento y evocación permitirá al maestro elaborar propuestas de aprendizaje con frecuencia, intensidad y duración más adecuadas. El sueño es esencial para el aprendizaje. Las investigaciones relacionadas a los periodos de sueño y vigilia están demostrando la enorme importancia que tiene el sueño para el buen funcionamiento del cerebro. Tiene funciones adaptativas, pues ayuda al organismo a adaptarse al entorno, a descansar y a recuperarse fisiológicamente. Está relacionado con los procesos cognitivos, principalmente en lo que se refiere a la consolidación de los aprendizajes. Además, la falta de sueño puede disminuir los sistemas atencionales, las destrezas motoras, la motivación, las habilidades del pensamiento, la memoria, la capacidad de planificación y ejecución. Una de las causales más frecuentes de alteración en el comportamiento del alumno radica en la sobreexcitación de su sistema nervioso, que necesita del sueño y descanso para “recuperar la energía”. Además, las conexiones neuronales son reforzadas no solamente por la frecuencia, intensidad o duración de la propuesta de aprendizaje y por las emociones envueltas en las experiencias vividas, sino también por un adecuado periodo de descanso. El cerebro establece una ruta para el aprendizaje. Si hacemos un resumen sencillo de las principales investigaciones relacionadas al proceso de aprendizaje, podemos ver que el cerebro para aprender necesita percibir y codificar una información (input) y para ello utiliza sus recursos multisensoriales, el cuerpo, la motivación y todos los conocimientos previos almacenados en un sistema de memoria en especial. A partir de allí, se desencadena una serie de acontecimientos a nivel neurológico, como por ejemplo, la activación del mecanismo de atención, que permitirá que el alumno procese la información más relevante ignorando otros estímulos (externos o internos) y empiece a adquirir de manera directa o indirecta el aprendizaje. Para ello, los recursos manipulativos, los materiales concretos, todas las estrategias, métodos, procedimientos y actividades variadas van a permitir que el

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Anexos nuevo aprendizaje sea adquirido y se desarrollen nuevas conexiones sinápticas (y nuevas capacidades). Como el aprendizaje se caracteriza por la habilidad de adquirir nuevas informaciones (Gazzaniga, 2002) es de fundamental importancia que el educador no sólo propicie verdaderas oportunidades de entendimiento de la propuesta de aprendizaje sino también que se certifique que el alumno la está incorporando de manera adecuada. Para ello, la retroalimentación es un excelente recurso: escuchar a los alumnos, realizar pequeños ejercicios sin nombrarlos como evaluación, o hacer otra actividad que permita saber qué entendieron los alumnos, le dará al maestro los indicadores de cuánto ya elaboraron el conocimiento y de qué forma lo hicieron. Las mejores actividades son las que involucran tanto el aprendizaje explícito (discusiones grupales, debates, lectura, etc.) como el aprendizaje implícito (metáforas, proyectos, juegos, experiencias, dramatizaciones, grabaciones, etc.). En esta etapa el maestro debe desempeñar un papel básico de mediador, marcando así la diferencia entre los procesos de enseñanza y aprendizaje. Siguiendo la secuencia, ahora el cerebro está preparado para archivar lo que aprendió en sus sistemas de memoria, sin embargo es necesario cimentar el aprendizaje repasando lo aprendido en diferentes momentos, ejercitando de diferentes maneras, con frecuencia, intensidad y duración necesarias para consolidar el aprendizaje en el sistema de memoria que corresponda. El tipo de información que fue retenida, la manera en que fue codificada, archivada y luego evocada va a permitir que el aprendizaje se haga real, significativo y funcional. Recordar esta secuencia de acontecimientos mientras planifican sus clases permitirá que el educador vincule su práctica pedagógica al maravilloso mundo del sistema natural de aprendizaje del cerebro, contribuyendo significativamente con el promover, desarrollar y fortalecer la red de conexiones neuronales. El proceso de desarrollo cerebral es gradual y por ello las propuestas de aprendizaje deben ir de lo más simple y concreto a lo más abstracto y complejo. En los niños más pequeños, las zonas subcorticales del sistema nervioso central ejercen una poderosa influencia en su forma de aprender, de comportarse, de comunicarse, de

sentir las emociones vinculadas a los acontecimientos y de pensar. El movimiento, la impulsividad, la exploración, los cuestionamientos, la reactividad, el juego, la falta de control emocional, entre otras, son características esenciales de la primera infancia, que se van encauzando a medida que las zonas corticales, y principalmente la corteza prefrontal van limitando la acción de las zonas subcorticales. Este largo proceso, que para algunos neurocientíficos dura aproximadamente 18 años, está relacionado con la mielinización de las fibras nerviosas, las experiencias, el entorno familiar y social, las condiciones de vida, salud y educación que van perfilando al desarrollo desde la primera infancia. Entender este proceso gradual del desarrollo cerebral llega a ser esencial para replantear desde nuevas propuestas curriculares hasta el estilo de disciplina que se llevará a cabo en el aula, considerando el nivel de madurez individual de cada alumno. Para vincular la práctica pedagógica con los aportes neurocientíficos, es de máxima importancia que el educador tenga un conocimiento elemental de la estructura macroscópica del cerebro, zonas esenciales del sistema nervioso, de los hemisferios, los lóbulos y la corteza cerebral. Asimismo, es importante entender la estructura microscópica del cerebro, al conocer las células nerviosas que lo componen -neuronas y glías- y el sistema de comunicación que establecen entre ellas. De la misma manera, se hace necesario que el educador entienda cómo el cerebro desempeña varias funciones, cómo se organiza en sistemas y cómo estos sistemas permiten que sea posible el aprendizaje, la memoria, el lenguaje, el movimiento y tantas otras funciones más. El conocimiento acerca de la estructura y funcionamiento del cerebro le dará al educador la base o fundamentación para emprender un nuevo estilo de enseñanza-aprendizaje, un nuevo ambiente en el aula y lo más importante, una nueva oportunidad para el desarrollo integral y humano de su alumno. Autora: Anna Lucia Campos Presidente de la ASEDH - Asociación Educativa para el Desarrollo Humano. Directora General de CEREBRUM - Centro Iberoamericano de Neurociencias, Educación y Desarrollo Humano. Publicado en: Revista digital La educ@ción, Junio 2010, N.° 143.

Bibliografía utilizada Gardner, H. (2012). Frames of Mind: The Theory of Multiple Intelligences – Basic Books, inc. Estados Unidos, 1983

4)

5)

Learning, arts and the brain. The Dana Consortium Report on Arts and Cognition. Organized by Michael Gazzaniga, Ph.D. Edited by Carolyn Asbury, ScM.P.H., Ph.D., and Barbara Rich, Ed. D. New York/Washington, D.C.

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¿Cómo funciona el cerebro? El cerebro puede aprender: ɔ Acerca de eventos repetidos. ɔ A predecir eventos importantes. ɔ Con las consecuencias de las conductas. ɔ Por observación: Imitación: copiar acciones. Emulación: copiar las metas. Igualación del estímulo: copiar los resultados de acciones específicas. ɔ De forma no consciente. ɔ Utilizando diferentes vías. ɔ Buscando patrones para facilitar el aprendizaje. ɔ Buscando sentido y significado. ɔ Desafiado por la novedad. ɔ A través del juego.

Los siguientes factores ejercen influencia en el proceso de aprendizaje del cerebro: ɔ Factor nutricional. ɔ Factor emocional. ɔ Factores de índole genética. ɔ Factores de índole biológica. ɔ Factores ambientales (entorno socioeconómico y cultural). ɔ Factores educativos: experiencias directas, recursos, insumos, música, arte, movimiento, descanso, retroalimentación cíclica, etc. Fuente: Cerebrum

Para el cerebro aprender es vital

Para tener en cuenta profesor (a) En el siguiente sitio podrá encontrar interesantes sugerencias de profundización sobre el funcionamiento del cerebro humano: Escuela con cerebro, un espacio de documentación y debate sobre neurodidáctica. https://escuelaconcerebro.wordpress.com/

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Cierre Guía didáctica del docente Bibliografía Disciplinar

ɔ Burbano, E., García, C. y Burbano, S. (2003). Física general. Edi-

ɔ Monroe, J., Wicander, R. y Pozo, M. (2008). Geología. Dinámica y

ɔ

ɔ Perelman, Y. (1975). Física recreativa. Moscú: Editorial Mir. ɔ Perelman, Y. (1975). Problemas y experimentos recreativos.

ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ

torial Tébar, S. L. Cornejo, A. Urcid, G. (2005). Óptica geométrica. Resumen de conceptos y fómulas. Parte I. México: Instituto Nacional de astrofísica, óptica y electrónica. Cromer, A. (1981). Física para las ciencias de la vida. España: Editorial Reverté S. A. D' Alessio, J. (1979) Ondas. España: Editorial Reverté S. A. Gass, I., Smith, P. y Wilson, R. (2002). Introducción a las ciencias de la Tierra. España: Editorial Reverté S. A. Giancoli, D. (2009). Física: Principios con aplicaciones. México: Pearson Education. Hacyan, S. (2013). Relatividad para estudiantes de física. México: Fondo de Cultura Económica. Hecht, E. (2000). Óptica. México: Pearson Educación.

Didáctica ɔ Aznate Mellado, C. (2010). Modelos científico-didácticos: importancia en la enseñanza y aprendizaje de las ciencias. Ediciones Planetbuk. ɔ Benítez, A. y García, M. (2012). Un Primer Acercamiento al Docente frente a una Metodología Basada en Proyectos. Disponible en: http://www.scielo.cl/pdf/formuniv/v6n1/art04.pdf. ɔ Bonetto, A. y Calderón, L. (2014). La importancia de atender a la motivación en el aula. Disponible en: http://psicopediahoy.com/ importancia-atender-a-la-motivacion-en-aula/. ɔ Campos. A. Neurociencias, desarrollo y educación. Disponible en: http://portal.oas.org/LinkClick.aspx?fileticket=Xnvh25kpmI%3 D&tabid=1282&mid=3693. ɔ Devés, R., & Reyes, P. (2011). Principios y estrategias del Programa de Educación en Ciencias Basada en la Indagación (ECBI). Pensamiento Educativo. Revista De Investigación Educacional Latinoamericana, 41(2). Disponible en: http://pensamientoeducativo.uc.cl/index.php/pel/article/view/419/856. ɔ García, F. y Doménech, F. (1997). Motivación, aprendizaje y rendimiento escolar. Universidad Jaume I de Castellón. Disponible en: http://reme.uji.es/articulos/pa0001/texto.html y http:// www.revistadocencia.cl/pdf/20100728164200.pdf. ɔ Gutiérrez, O. & Mahmud, M, (2009). Estrategia de enseñanza basada en el cambio conceptual para la transformación de ideas previas en el aprendizaje de las ciencias. Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Venezuela. Disponible en: http://www. scielo.cl/pdf/formuniv/v3n1/art03.pdf. ɔ Lacueva, A. (2006). La enseñanza por proyectos: ¿mito o reto? Disponible en: http://telesecundaria.setab.gob.mx/pdf/ciencias/ Ciencias_Antologia06.pdf.

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ɔ Serway, R. y Jewett, J. (2008). Física para ciencias e ingeniería. México: Cengage Learning Editores.

ɔ Tarbuck, E. y Lutgens, F. (2005). Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física. México: Pearson Educación S. A

ɔ Tipler, P. y Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología. España: Editorial Reverté S. A.

ɔ Zitzewitz, P. (2003). Física, principios y problemas. México: Editorial McGraw Hill.

ɔ Núñez, J.C. (2009). Motivación, aprendizaje y rendimiento acadé-

ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ ɔ

mico. Actas X Congreso Internacional de Psicopedagogía. Braga: Universidad de Minho. Disponible en: http://www.educacion. udc.es/grupos/gipdae/documentos/congreso/Xcongreso/pdfs/ cc/cc3.pdf. Osses, S. y Jaramillo, S. (2008). Metacognición: un camino para aprender a aprender. Estudios Pedagógicos XXXIV, N.º 1: 187197. Disponible en: http://www.scielo.cl/pdf/estped/v34n1/ art11.pdf. Otake, C. Las experiencias metacognitivas, sus estrategias y su relación con las plataformas educativas. Disponible en: http:// cad.cele.unam.mx:8080/RD3/prueba/pdf/otake7.pdf Poggioli, L. (2002). Estrategias de adquisición del conocimiento. (Serie Enseñando a aprender). Disponible en: http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=206862 Raviolo, A. y otros (2010). Concepciones sobre el Conocimiento y los Modelos Científicos: Un Estudio Preliminar. Vol. 3 (5), 29 – 36. Disponible en: http://www.scielo.cl/pdf/formuniv/v3n5/art05.pdf. Revista de Psicodidáctica N.º 6 (1998). Metacognición y motivación en el aula. Disponible en: http://www.ehu.eus/ojs/index. php/psicodidactica/article/viewFile/90/86. Solí, I. (1993). Disponibilidad para el Aprendizaje y Sentido del Aprendizaje. En Coel et al, El Constructivismo en el Aula. Barcelona: Ed. Graó. Tapia, J. (1997). Motivar para el aprendizaje. España: Edebé. Disponible en: http://www.terras.edu.ar/biblioteca/6/6TA_Ta_ Unidad_4.pdf. Wynne, Harlen (2012). Principios y grandes ideas de la educación en ciencias. Santiago: Academia Chilena de Ciencias.

Bibliografía sugerida por el CRA A continuación, se presentan algunas de las lecturas sugeridas por el Centro de Recursos para el Aprendizaje (CRA) para los y las estudiantes de 1° Medio en la asignatura de Física.

ɔ Hawking, S. (2005). El universo en una cáscara de nuez. España: ɔ ɔ ɔ

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Crítica. Máximo, A., Furey, T. y Alvarenga, B. (2000). Física general. México: Oxford University Press. Domínguez, H. y Fierro, J. (2007). Galileo y el telescopio: 400 años de ciencia. México: La Vasija. Puerta Restrepo, G. (2005). Galileo Galilei: y sin embargo se mueve. Colombia: Panamericana.

Guía didáctica del docente ∙ Bibliografía

ɔ Varios Autores. (2007). Física I. Chile: Santillana. ɔ Domínguez, H. y Fierro, J. (2008). Newton, la luz y el movimiento de los cuerpos. México: La Vasija.

ɔ Biro, S. (2009). La mirada de Galileo. México: Fondo de Cultura Económica.

ɔ Hawking, S. (2009). A hombros de gigantes. España: Crítica. ɔ Claro, F. (2009). De Newton a Einstein y algo más. Chile: Ediciones UC.