Orientaciones didácticas para cada uno de los retos abordados en los diferentes apartados.
La Ciencia
En este apartado hemos abordado las claves de la Ciencia con tres restos diferentes. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:
La caja misteriosa
Esta actividad permite poner de manifiesto la naturaleza investigadora de la ciencia y cómo pueden obtenerse datos con observaciones indirectas. Admite muchas variantes. Se puede completar con una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc. Las cajas deben prepararse previamente, de forma que cada una contenga en su interior un garbanzo y un camino para que la canica solo pueda moverse por un lugar. Esto se puede hacer con placas Petri forradas con papel aluminio y cerradas con cello. En su interior se hacen, con cartón, los recorridos y se pegan a sus paredes, por ejemplo:
Una variante más simple se puede realizar con botes de té o cajas de cereales e introducir, en cada una, varios objetos. Los objetos deben tener diferente forma, tamaño y peso. Puede haber canicas, tuercas, monedas, un corcho, un palillo de dientes, un lápiz, una piedra etc. A partir de los análisis, infieren qué objetos pueden ser y cómo han llegado a esa conclusión:
¿Es pequeño o grande?
¿Pesado o ligero?
¿Redondo o plano?
¿De forma geométrica o irregular?
etc.
La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
El científico loc(o)
Para hablar de ciencia hoy en día y ofrecer una visión real de la misma, es imprescindible trabajar los estereotipos. Nuestros alumnos y alumnas viven en un medio social donde todavía existen muchas visiones estereotipadas sobre las personas que se dedican a la actividad científica. Esta actividad no se centra, como es más habitual, en dar a conocer grandes científicos/as, sino en algo más cercano a los estudiantes, como son el cine, la TV o los cómics.
Es importante que, una vez extraídas algunas conclusiones, se haga un pequeño debate en el aula.
Dibujando la Ciencia
Se trata de hacer una aproximación a las características fundamentales de la naturaleza del pensamiento y quehacer científicos. El trabajo en los grupos debe de ser constantemente apoyado por el docente, ya que el tema es complejo.
Para ordenar las ideas, se usa un organizador gráfico, denominado Frayer. Quedan mucho más bonitos si los hacemos con una aplicación informática, por ejemplo https://www.storyboardthat.com/. Un ejemplo: Cambio físico
.
El método científico
En este apartado hemos abordado las claves del método científico con tres retos diferentes. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:
¿Se cumple la ley de Murphy?
Partiendo de uno de los ejemplos más conocidos de la aplicación de las leyes de Murphy, el de “la tostada y la mantequilla”, se propone al alumnado emplear el método científico para investigarlo.
Se trata de que el alumnado aplique los pasos del método científico mediante un ejemplo atractivo, ya que es un tema en el que se va a trabajar profundizar más durante el curso, mediante otras investigaciones. El docente guiará el proceso cuando sea necesario.
Cada grupo hará un informe de su investigación y sus conclusiones, y las expondrá brevemente en el aula.
COMPLEMENTAR: Generar una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc.
El profesor/a puede explicar lo importante que es el nivel de profundización, el rigor y las técnicas empleadas, poniendo el ejemplo del estudio del científico Robert Matthews, de la Aston University, que en 1995, después de más de 10.000 ensayos fue capaz de probar su teoría, concluyendo que no es mala suerte, sino física. La tostada siempre caía por el lado de la mantequilla no por el peso de la tostada como muchas personas piensan, sino por la altura de la mesa. En una mesa convencional, la tostada tiene tiempo suficiente para dar media vuelta, pero no una vuelta entera. Si las mesas tuvieran tres metros, asegura Matthews que este problema desaparecería.
Para saber más.
EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno de grupo, la exposición en clase y las intervenciones en el debate.
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN:
- El trabajo en el laboratorio por medio de la escala genérica de valoración para el trabajo en el laboratorio (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
- La investigación se evalúa con la siguiente escala de valoración para un trabajo de investigación científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
- Para el debate final, utilizaremos la escala de valoración para participar en un debate científico (descargar en formato editable, odt y pdf).
Diseñamos un experimento
Buscamos unos contextos cotidianos para que el alumnado vea que el método científico puede aplicarse también en la vida diaria.Cada grupo de alumnos/as recibe un sobre cerrado con unas instrucciones. Cada grupo tiene un problema y debe aplicar el método científico para resolverlo, exponiendo brevemente los pasos que daría.
Cada grupo resolverá su reto y expondrá brevemente en el aula qué experimento ha diseñado para hacerlo. Los demás le harán preguntas (incluido el docente) y valorarán su trabajo.
COMPLEMENTAR: Generar una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias etc.
EVALUACIÓN: Cada grupo recibirá una lista de control para valorar la exposición del resto. Esta coevaluación se entregará al profesor/a. La tarea se evalúa con la siguiente escala de valoración para un trabajo de investigación científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Martín el marciano
"Martín el marciano" es un texto clásico que se emplea para ver los pasos y el procedimiento del método científico. Se recomienda hacer una lectura cooperativa del mismo, para luego pensar y responder a las preguntas. Se puede completar con una discusión en la que pueden salir temas como la aplicación del método, los errores, la utilidad, las creencias, etc.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de valoración de una lectura científica (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Paseo en el laboratorio
En este apartado hemos abordado las claves para realizar el trabajo en el laboratorio con dos retos diferentes.
Paseo de laboratorio
Es una actividad rápida que sirve para repasar el material del laboratorio. Está organizada a modo de “Walk Around”, es decir, las tarjetas se disponen por las paredes del aula y es el alumnado el que, individualmente y con una hoja de definiciones, las va emparejando con el material correspondiente. Al final, en grupo, se autocorrigen y hacen una pequeña clasificación.
Se puede hacer en el aula o, mejor, en el propio laboratorio, después de explicar el material in situ.
Otra opción sería, sin definiciones, que los alumnos/as intenten hacerla, es decir, que piensen para qué puede servir ese instrumento. Posteriormente tendrían que verlo en el laboratorio.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
SOLUCIONES
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Nº
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Material
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Definición
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1
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Embudo
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Se emplea para trasvasar líquidos o disoluciones de un recipiente a otro y también para filtrar,en caso de que se coloque un filtro de papel cónico o plegado.
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2
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Cristalizador
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Es un recipiente de vidrio, donde al añadir una disolución se intenta que el soluto cristalice.
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3
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Tubo de ensayo
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Recipiente estrecho de vidrio de volumen variable. Sirven para recoger muestras y se disponen en una gradilla.
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4
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Probeta
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Recipiente de vidrio graduado para medir volúmenes. Las hay de varias capacidades:10, 25, 50 y 100 ml.
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5
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Bureta
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Material de vidrio para medir volúmenes. Incorpora una llave para regular el líquido de salida.
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6
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Embudo decantación
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Es un embudo con forma de un globo y una llave. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles.
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7
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Matraz aforado
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Contenedor de vidrio, que se estrecha en su boca. Se emplea para la preparación de disoluciones y para medir volúmenes con gran precisión.
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8
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Matraz Erlenmeyer
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Es un matraz de vidrio donde se pueden agitar disoluciones,calentarlas.Es el recipiente sobre el cual se vacía la bureta.
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9
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Pinzas de nuez
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Son pinzas que permiten una sujeción ajustable de diferentes objetos de vidrio (embudos, buretas...) o realizar montajes más elaborados.
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10
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Varillas
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Son varillas de vidrio estrechas y compactas, que sirven para agitar componentes de una disolución o mezcla.
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11
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Cucharas
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Las cucharas de laboratorio son de metal, sirven para coger muestras y suelen llevar incorporada una espátula en su otro extremo.
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Frasco lavador
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Son recipientes de plástico con un pitorro parecido a una pajita. Se usan para verter algún solvente (agua, alcohol…) o bien para limpiar otros instrumentos.
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13
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Pipeta
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La pipetas son instrumentos estrechos y graduados, para medir volúmenes con mucha precisión. Las hay de tamaños muy variados. El líquido se succiona mediante una pequeña bomba en su extremo.
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14
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Vaso de precipitados
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Es un recipiente de vidrio, con forma de vaso, que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.
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15
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Vidrio de reloj
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Lámina de vidrio cóncava, que se emplea para pesar los sólidos y como recipiente para recoger e introducir en un desecador o una estufa.
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16
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Trípode y rejilla
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Soporte de tres patas, que permite hacer montajes, sobre todo acompañado de una rejilla, para calentar.
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Pinzas de madera
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Son unas pinzas que se usan para sostener tubos de ensayo que estén calientes.
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Rima las normas
En esta actividad se trata de aprender las normas más básicas del laboratorio haciendo rimas con ellas. Primero vemos un vídeo y después, sobre una imagen con los errores más comunes, vamos tecleando los números. El primero es un ejemplo y los demás los deben de completar los alumnos/as en su cuaderno haciendo rimas.
Se eligen las mejores rimas entre toda la clase y se escriben en un cartel.
Vídeo de AsapSCIENCE : Lab Rules
Dirección web del juego: Rima las normas
La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de valoración para hacer rimas sobre el laboratorio (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Notación científica
En este apartado hemos abordado las claves para trabajar la notación científica con dos retos diferentes.
Lo grande y lo pequeño
Son dos simulaciones que sirven para trabajar la notación científica. Por supuesto, no excluyen el trabajo sistemático con ejercicios en papel, sino que los completan.
Pueden realizarse en distintos momentos. La primera sirve para ejercitarse en el manejo de la notación científica y puede aplicarse individualmente. La segunda está más dirigida a que el alumnado observe el valor y la aplicación de esta notación en contextos reales y se puede trabajar en parejas. El número de preguntas puede reducirse o ampliarse a la medida de la sesión y el nivel de la clase. Algunas de ellas se resuelven simplemente con una observación, otras son pequeños problemas.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Tamaño en línea
Se trata de un juego de 25 cartas sencillo que sirve para repasar la notación científica. Es un buen complemento a los ejercicios clásicos. La forma más sencilla de jugar es como “a los seises”, es decir, colocando sobre la mesa una carta de inicio e ir completando la serie por arriba y por debajo de los valores. Admite también otras alternativas.
Al final del juego, en grupo, se autocorrigen con las soluciones.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Soluciones:
<
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Diámetro de un protón
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1 fm
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1x10-15 m
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Longitud de onda de los rayos Gamma
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1 pm
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1x 10-12 m
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Diámetro de un átomo de carbono
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160 pm
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1.6x 10-10 m m
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Longitud de onda de los rayos X
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500 pm
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5x 10-20 m
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Diámetro de una molécula de glucosa
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800 pm
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8x10-10
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Longitud de un fosfolípido
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2.5 nm
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2.5x10-9 m
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Anchura del ADN
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3 nm
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3x10-9 m
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Diámetro del virus de la Hepatitis
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42 nm
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4.2x 10-8 m
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Longitud de onda ultravioleta
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60 nm
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6x 10-8 m
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Diámetro de un bacteriófago
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200 nm
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2x 10-7 m
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Longitud de la E. Coli
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2 µm
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2x10-6 m
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Diámetro de una mitocondria
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4 µm
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4x10-6 m
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Diámetro de un glóbulo rojo
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7 µm
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7x10-6 m
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Longitud de onda de los rayos infrarrojos
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15 µm
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1.5x10-5 m
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Diámetro de un óvulo humano
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120 µm
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1.2 x10-4 m
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Longitud del ácaro del polvo
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300 µm
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3x 10-4 m
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Diámetro de una moneda
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25 mm
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2.5x 10-2 m
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Longitud de un colibrí
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10 cm
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1x 10-1 m
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Longitud de un T. rex
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7 m
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7x 100 m
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Altura de la torre Eiffel
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320 m
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3.2x 102 m
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Profundidad de la fosa de las Marianas
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10.9 Km
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1.09x 104 m
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Diámetro de Plutón
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2.300 Km
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2.3x106 m
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Distancia de la Tierra a la Luna
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384 Mm
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3.84x 108 m
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Distancia de la Tierra al Sol
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150 Gm
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1.5x 1011 m
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Diámetro de la Vía Láctea
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100.000 años luz
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1x 1021 m
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Magnitudes y pruebas PISA
A continuación ofrecemos las orientaciones didácticas de las dos pruebas PISA que se han incluido en el proyecto:
Viajamos a Nueva York
Circuito por grupos con diversas pruebas por rincones. Las estaciones de aprendizaje son una estrategia didáctica desarrollada por el profesor Roland Bauer en 2009. Se trata de organizar el aula, distribuyendo las mesas, en diferentes rincones. En cada uno de ellos se plantea una actividad distinta, pero, entre todas las estaciones se compone un circuito completo de aprendizaje. Permite trabajar un mismo contenido desde diversas perspectivas o competencias o a modo de yincana. Se trabaja siempre en grupo. Edwin Ortiz nos lo explica en su vídeo "Tecnica de trabajo grupal: Trabajo por estaciones"
Se trata de aplicar lo aprendido sobre unidades mediante un circuito con pruebas dónde se trabaja con un tema real.
Cada grupo hará su plan de viaje y lo expondrá brevemente en el aula.
COMPLEMENTAR: se puede proponer a los alumnos/as que sean ellos mismos los que propongan las pruebas y traigan el material.
EVALUACIÓN: se valorará el plan de viaje de cada grupo.
La tarea se evalúa con la siguiente escala de evaluación de estaciones de trabajo (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
Protectores solares
“Protectores solares es un ítem liberado de PISA. Esta pregunta requiere al alumnado una buena comprensión del método científico, hipótesis, elección de variables e interpretación de los resultados de la experimentación. Se incluye en el área de “Explicaciones científicas, conocimiento acerca de la ciencia” y “identificar y utilizar pruebas científicas.
RESPUESTAS CORRECTAS
1.- Respuesta correcta opción D: El aceite mineral y el óxido de zinc son las dos sustancias de referencia.
Esta pregunta requiere que los y las estudiantes entiendan la esencia de una pregunta científica en general y reconozcan cómo la efectividad de protectores solares se mide haciendo referencia a dos substancias en los extremos del efecto medido. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal. Además de reconocer el cambio y las variables medidas de una descripción del experimento, los y las estudiantes que obtienen la máxima puntuación pueden identificar el método utilizado para cuantificar la variable medida.
2.-Respuesta correcta opción A: ¿Qué protección proporciona cada protector solar en comparación con los otros?
Esta pregunta exige a los y las estudiantes la capacidad de identificar la pregunta que la investigación trata de responder; es decir, tienen que reconocer las variables que se están midiendo de la descripción del experimento. El centro principal de la pregunta está en la metodología científica y está clasificada, por lo tanto, como “Pregunta científica”. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal.
3.-Respuesta correcta opción D: Para que las gotas fueran del mismo grosor.
Esta pregunta implica la técnica utilizada para controlar una variable en una pregunta científica. Los y las estudiantes tienen que reconocer que el objetivo de la técnica descrita es asegurar que los protectores solares tienen el mismo espesor. Ya que la metodología de la investigación es el centro de la pregunta, está clasificada en “Pregunta científica”. La aplicación es sobre la protección de los rayos UVA y el contexto es personal. La respuesta correcta a la pregunta indica que los y las estudiantes se dan cuenta de que el espesor del protector solar influenciaría el resultado y que hay que considerar ese hecho al diseñar el experimento.
4.- Respuesta correcta opción A. Posibles explicaciones:
- Explica que la mancha de ZnO permanece gris oscura (porque impide que pase la luz) Y TAMBIÉN que la mancha AM cambia a blanco (porque el aceite mineral absorbe muy poca luz).
- El ZnO bloqueó la luz solar como estaba previsto y el AM la dejó pasar.
- He elegido A, porque el aceite mineral debe ser el más claro y el óxido de zinc debe ser el más oscuro.
Esta pregunta es un ejemplo de la capacidad de utilizar evidencia científica. Los y las estudiantes tienen los resultados de un experimento y se les pide interpretar un patrón de resultados y explicar su conclusión. La pregunta les exige que demuestren que entienden los diagramas y que son capaces de hacer la elección correcta. Responder a la pregunta correctamente requiere emparejar las sombras grises del diagrama con la evidencia de los estímulos de la pregunta y la unidad. Los y las estudiantes tienen que asociar las tres unidades de datos para llegar a una conclusión: (1) que el aceite mineral deja traspasar casi toda la luz solar y que ZnO bloquea casi toda la luz; (2) que el papel sensible a la luz se aclara al exponerlo a la luz solar; y (3) que sólo un diagrama cumple los dos criterios. Si se exige sacar una conclusión lógica utilizando los datos que se tienen, esta pregunta se sitúa en la categoría de "Explicaciones científicas".
La tarea se evalúa con la siguiente escala genérica de evaluación de debates sobre ciencias (descargar en formato editable, odt, y en pdf).
