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- Guía didáctica -

Propuesta didáctica

Este recurso educativo abierto presenta la cuarta de las propuestas didácticas de la serie que denominamos "Investigando",  para la materia de Física y Química y desarrolla parte del currículo dirigido al alumnado de 2º de Educación Secundaria Obligatoria, así como al ámbito científico-tecnológico en la Educación Secundaria Obligatoria, en el caso de los centros que opten por una estructuración por ámbitos. Igualmente para el ámbito científico-tecnológico en los Programas de Diversificación Curricular.  Asimismo  para otras materias  como Cultura Científica de 4º de ESO  y Ciencias aplicadas a la actividad profesional, también de 4º de ESO.  Parte de los retos o de las situaciones de aprendizaje que se presentan  podrían ser también adaptadas en otros cursos con pequeñas modificaciones. 

Este material se centra en el estudio de 'Las fuerzas' y en él se desarrollan fundamentalmente, además del bloque A (Las destrezas científicas básicas),  los saberes básicos correspondiente al bloque D (La interacción) de Física y Química.

Todos los REAs de la serie Investigando están centrados en el aprendizaje basado en la indagación (a menudo expresado en inglés americano como “inquiry-based learning”). con el que pretendemos ofrecer un sesgo distinto a los materiales habituales ya existentes potenciando el aprendizaje basado en la indagación pero constantemente guiado por el docente; dejando de lado la visión ingenua del aprendizaje por simple descubrimiento, y poniendo el foco en actividades que promuevan la argumentación y el pensamiento crítico.

No se trata de unidades didácticas al uso, ni de grandes proyectos, sino de situaciones de aprendizaje variadas, planteadas a modo de pequeños retos de algunas sesiones de duración. Cada reto se resuelve por medio de una serie de actividades investigativas guiadas y dirigidas a una producción.

Es muy importante recalcar que, a la hora de abordar un reto basado en la investigación, el conocimiento básico es imprescindible. El pensamiento que exige la actividad investigativa (emitir hipótesis, planificar la experimentación, interpretar resultados, argumentar las conclusiones, etc. ) no puede llevarse a cabo sin disponer de los conocimientos previos necesarios. La labor docente en cuanto a la construcción de forma activa de conocimientos (instrucción directa, la explicación conceptual, los ejemplos, las orientaciones, ejercitación, etc. ) es necesaria para que las técnicas de aprendizaje por medio de retos puedan producir un aprendizaje profundo.

La propuesta planteada responde a una “estructuración granular”. Así, la organización de los contenidos que lo forman pueden adaptarse, integrarse, combinarse y reutilizarse en la misma o diferentes materias y optimizar así el REA, sin perder de vista su unidad. Cada uno de estos retos puede ser considerado como una situación de aprendizaje competencial que se puede aplicar en clase directamente o adaptarse a una programación didáctica.

No obstante, la estructura propuesta puede constituir en sí misma un itinerario didáctico, un proyecto de aprendizaje, ya que abarca todos los saberes básicos del tema y dispone de la coherencia de un proyecto global.

Descargar la propuesta didáctica en formato editable o en pdf

El aprendizaje basado en la indagación se trata de una metodología activa que comienza a través del planteamiento de preguntas de investigación adecuadas a la edad y desarrollo del alumnado. El alumnado siempre tendrá que obtener las pruebas que soporten sus conclusiones a través de la investigación desarrollada de acuerdo al método científico, explicar dichas conclusiones y conectar las conclusiones con el aprendizaje obtenido en otras previas o a partir de otras fuentes.

Referencias curriculares

Competencias clave

  • Competencia en comunicación lingüística (CCL) 
  • Competencia Plurilingüe (CP)
  • Competencia en conciencia y expresiones culturales (CEC) 
  • Competencia digital (CD) 
  • Competencia personal, social y de aprender a aprender (CPSAA) 
  • Competencia ciudadana (CC) 
  • Competencia emprendedora (CE)

Competencias específicas y criterios de evaluación

Competencia específica 1: Comprender y relacionar los motivos por los que ocurren los principales fenómenos fisicoquímicos del entorno, explicándolos en términos de las leyes y teorías científicas adecuadas, para resolver problemas con el fin de aplicarlas para mejorar la realidad cercana y la calidad de vida humana.

Criterios de evaluación
1.1. Identificar, comprender y explicar los fenómenos fisicoquímicos cotidianos más relevantes a partir de los principios, teorías y leyes científicas adecuadas, expresándolos, de manera argumentada, utilizando diversidad de soportes y medios de comunicación.

1.2. Resolver los problemas fisicoquímicos planteados utilizando las leyes y teorías científicas adecuadas, razonando los procedimientos utilizados para encontrar las soluciones y expresando adecuadamente los resultados.

1.3. Reconocer y describir en el entorno inmediato situaciones problemáticas reales de índole científica y emprender iniciativas en las que la ciencia, y en particular la física y la química, pueden contribuir a su solución, analizando críticamente su impacto en la sociedad.

Competencia específica 2: Expresar las observaciones realizadas por el alumnado en forma de preguntas, formulando hipótesis para explicarlas y demostrando dichas hipótesis a través de la experimentación científica, la indagación y la búsqueda de evidencias, para desarrollar los razonamientos propios del pensamiento científico y mejorar las destrezas en el uso de las metodologías científicas.

Criterios de evaluación

2.1. Emplear las metodologías propias de la ciencia en la identificación y descripción de fenómenos a partir de cuestiones a las que se pueda dar respuesta a través de la indagación, la deducción, el trabajo experimental y el razonamiento lógico-matemático, diferenciándolas de aquellas pseudocientíficas que no admiten comprobación experimental.

2.2. Seleccionar, de acuerdo con la naturaleza de las cuestiones que se traten, la mejor manera de comprobar o refutar las hipótesis formuladas, diseñando estrategias de indagación y búsqueda de evidencias que permitan obtener conclusiones y respuestas ajustadas a la naturaleza de la pregunta formulada.

2.3. Aplicar las leyes y teorías científicas conocidas al formular cuestiones e hipótesis, siendo coherente con el conocimiento científico existente y diseñando los procedimientos experimentales o deductivos necesarios para resolverlas o comprobarlas.

Competencia específica 3: Manejar con soltura las reglas y normas básicas de la física y la química en lo referente al lenguaje de la IUPAC, al lenguaje matemático, al empleo de unidades de medida correctas, al uso seguro del laboratorio y a la interpretación y producción de datos e información en diferentes formatos y fuentes, para reconocer el carácter universal y transversal del lenguaje científico y la necesidad de una comunicación fiable en investigación y ciencia entre diferentes países y culturas.

Criterios de evaluación

3.1. Emplear datos en diferentes formatos para interpretar y comunicar información relativa a un proceso fisicoquímico concreto, relacionando entre sí lo que cada uno de ellos contiene, y extrayendo en cada caso lo más relevante para la resolución de un problema.

3.2. Utilizar adecuadamente las reglas básicas de la física y la química, incluyendo el uso de unidades de medida, las herramientas matemáticas y las reglas de nomenclatura, consiguiendo una comunicación efectiva con toda la comunidad científica.

3.3. Poner en práctica las normas de uso de los espacios específicos de la ciencia, como el laboratorio de física y química, asegurando la salud propia y colectiva, la conservación sostenible del medio ambiente y el cuidado de las instalaciones.

Competencia específica 4:  Utilizar de forma crítica, eficiente y segura plataformas digitales y recursos variados, tanto para el trabajo individual como en equipo, para fomentar la creatividad, el desarrollo personal y el aprendizaje individual y social, mediante la consulta de información, la creación de materiales y la comunicación efectiva en los diferentes entornos de aprendizaje.

Criterios de evaluación

4.1. Utilizar recursos variados, tradicionales y digitales, mejorando el aprendizaje autónomo y la interacción con otros miembros de la comunidad educativa, con respeto hacia docentes y estudiantes y analizando críticamente las aportaciones de cada participante.

4.2. Trabajar de forma adecuada con medios variados, tradicionales y digitales, en la consulta de información y la creación de contenidos, seleccionando con criterio las fuentes más fiables y desechando las menos adecuadas y mejorando el aprendizaje propio y colectivo.

Competencia específica 5: Utilizar las estrategias propias del trabajo colaborativo, potenciando el crecimiento entre iguales como base emprendedora de una comunidad científica crítica, ética y eficiente, para comprender la importancia de la ciencia en la mejora de la sociedad, las aplicaciones y repercusiones de los avances científicos, la preservación de la salud y la conservación sostenible del medio ambiente.

Criterios de evaluación

5.1. Establecer interacciones constructivas y coeducativas, emprendiendo actividades de cooperación como forma de construir un medio de trabajo eficiente en la ciencia.

5.2. Emprender, de forma guiada y de acuerdo a la metodología adecuada, proyectos científicos que involucren al alumnado en la mejora de la sociedad y que creen valor para el individuo y para la comunidad.

Competencia específica 6: Comprender y valorar la ciencia como una construcción colectiva en continuo cambio y evolución, en la que no solo participan las personas dedicadas a ella, sino que también requiere de una interacción con el resto de la sociedad, para obtener resultados que repercutan en el avance tecnológico, económico, ambiental y social.
6.1. Reconocer y valorar, a través del análisis histórico de los avances científicos logrados por hombres y mujeres de ciencia, que la ciencia es un proceso en permanente construcción y que existen repercusiones mutuas de la ciencia actual con la tecnología, la sociedad y el medio ambiente.

6.2. Detectar en el entorno las necesidades tecnológicas, ambientales, económicas y sociales más importantes que demanda la sociedad, entendiendo la capacidad de la ciencia para darles solución sostenible a través de la implicación de todos los ciudadanos.


Saberes básicos

A. Las destrezas científicas básicas.

  • Metodologías de la investigación científica: identificación y formulación de cuestiones, elaboración de hipótesis y comprobación experimental de las mismas.
  • Trabajo experimental y proyectos de investigación: estrategias en la resolución de problemas y en el desarrollo de  investigaciones mediante la indagación, la deducción, la búsqueda de evidencias y el razonamiento lógico-matemático, haciendo inferencias válidas de las observaciones y obteniendo conclusiones.
  • Diversos entornos y recursos de aprendizaje científico como el laboratorio o los entornos virtuales: materiales, sustancias y herramientas tecnológicas.
  • Normas de uso de cada espacio, asegurando y protegiendo así la salud propia y comunitaria, la seguridad en las redes y el respeto hacia el medio ambiente.
  • El lenguaje científico: unidades del Sistema Internacional y sus símbolos. Herramientas matemáticas básicas en diferentes escenarios científicos y de aprendizaje.
  • Estrategias de interpretación y producción de información científica utilizando diferentes formatos y diferentes medios: desarrollo del criterio propio basado en lo que el pensamiento científico aporta a la mejora de la sociedad para hacerla más justa, equitativa e igualitaria.
  • Valoración de la cultura científica y del papel de científicos y científicas en los principales hitos históricos y actuales de la física y la química en el avance y la mejora de la sociedad.

D. La interacción

  • Las fuerzas como agentes de cambio:  relación de los efectos de las fuerzas, tanto en el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo como produciendo deformaciones en los sistemas sobre los que actúan.
  • Aplicación de las leyes de Newton: observación de situaciones cotidianas, o de laboratorio que permiten entender cómo se comportan los sistemas materiales ante la acción de las fuerzas y predecir los efectos de estas en situaciones cotidianas y de seguridad vial.
  • Fenómenos gravitatorios, eléctricos y magnéticos: experimentos sencillos que evidencian la relación con las fuerzas de la naturaleza.

Itinerario

Fases Objetivo Sesiones
Fuerzas y vectores
  • Las fuerzas y su carácter vectorial
  • Perspectivas imposibles
  • Cada fuerza con su pareja
  • Reconocer lo que es un vector y su aplicación en física.
  • Utilizar aplicaciones virtuales interactivas.
  • Reconocer el carácter vectorial y escalar de las fuerzas.
  • Representar fuerzas a través de vectores.
  • Realizar operaciones de cálculo con vectores.
  • Identificar las fuerzas que intervienen en situaciones de la vida cotidiana.
  • Establecer, en situaciones concretas, la relación entre una fuerza y su correspondiente efecto.

 5 sesiones

Fuerzas de contacto
  • El secreto de Hooke
  • La goma más resistente
  • Investigando la fuerzas de tensión
  • Investigando las fuerzas de comprensión y tensión
  • Conocer la ley de Hooke.
  • Medir magnitudes y expresarlas en las unidades adecuadas.
  • Comprender la relación entre fuerzas deformadoras y las fuerzas
    restauradoras en los materiales elásticos.
  • Diferenciar las fuerzas de tensión de las de comprensión y torsión.
  • Planificar y realizar, con ayuda de un guión, investigaciones y prácticas de laboratorio, aplicando la metodología y las estrategias propias del trabajo científico.
  • Explicar cómo se pueden identificar propiedades mecánicas de los materiales de uso técnico.
  • Realizar informes con las conclusiones de la investigación, expresándose con claridad en las explicaciones y argumentaciones ligadas al tema científico.

10 sesiones

Fuerzas a distancia
  • Imanes flotantes
  • Fuerzas misteriosas
  • Reconocer los distintos tipos de fuerzas a distancia que se presentan en la naturaleza y conocer sus características.
  • Planificar y realizar, con ayuda de un guión, investigaciones y prácticas de laboratorio, aplicando la metodología y las estrategias propias del trabajo científico.
  • Identificar qué polos magnéticos se traen y cuáles se repelen.
  • Explicar que la gravedad terrestre es una fuerza que tiende a atraer los objetos hacia el centro de la Tierra. 
  • Realizar informes con las conclusiones de la investigación, expresándose con claridad en las explicaciones y argumentaciones ligadas al tema científico.
  • Extraer conclusiones a partir de observaciones, usando correctamente el vocabulario científico adecuado a su nivel.

4,5 sesiones

Fuerza gravitatoria
  • Ley de gravitación universal
  • Modelando la gravedad
  • Calculando la gravedad con el móvil
  • Comprender el concepto de fuerza gravitacional.
  • Utilizar aplicaciones virtuales interactivas para encontrar la mejor ecuación para la relación de masa y fuerza gravitacional y para la relación de distancia y fuerza gravitacional.
  • Usar modelos para entender cómo funciona la gravedad.
  • Explicar que la gravedad terrestre es una fuerza que tiende a atraer los objetos hacia el centro de la Tierra.
  • Realizar, con ayuda de un guión, investigaciones y prácticas de laboratorio, aplicando la metodología y las estrategias propias del trabajo científico, valorando su ejecución e interpretando los resultados.
  • Medir magnitudes y expresarlas en las unidades adecuadas.
  • Expresarse con claridad en las explicaciones y argumentaciones ligadas al tema científico.

4 sesiones

Aplicaciones de las fuerzas
  • Máquinas
  • El columpio
  • Fulcreando
  • Historias de fuerzas
  • Identificar e interpretar la información y reconocer las ideas ligadas al tema científico.
  • Reconocer los distintos tipos de máquinas.
  • Razonar adecuadamente y expresar con argumentos científicos las cuestiones planteadas.
  • Utilizar correctamente el vocabulario científico adecuado a su nivel.
  • Interpretar el funcionamiento de máquinas mecánicas simples considerando la fuerza y la distancia.
  • Realizar cálculos sencillos sobre el efecto de la fuerza.
  • Denotar una disposición favorable hacia el trabajo en grupo, mostrar actitudes de cooperación y participación responsable en las tareas y debates.
 5,5 sesiones

Evaluación

Debido a la estructura singular de este REA, conformado por retos y actividades diversas que incluso pueden solaparse entre sí, facilitamos, para cada uno de ellos, una propuesta de evaluación concreta, por medio de escalas de valoración. 

El profesorado, una vez elegido el itinerario que va a emplear, deberá integrarla en otra más amplia, donde también tendrán cabida, como no, los controles tradicionales, la valoración del portafolio de cada alumno y alumna, y la de otros trabajos o producciones que puedan realizarse durante la secuencia didáctica.

La implementación del Aprendizaje Basado en Retos también debe incorporar elementos metacognitivos en su evaluación que permitan al alumno y alumna reflexionar sobre los aprendizajes logrados o no durante el proceso. En este sentido la implementación de estrategias para autorregular el aprendizaje (como, por ejemplo,  los diarios de aprendizaje, las bases de orientación o la aplicación de rutinas del pensamiento) favorecen que el alumnado se haga consciente de sus logros y dificultades.

La propuesta evaluativa cumple con todos los criterios de evaluación curriculares y se ha querido destacar con especial atención que en todas las actividades investigativas se tendrán en cuenta explicitamente  unos indicadores de evaluación  comunes que tienen que ver con los conceptos, procedimientos y actitudes respecto al trabajo y método científico:

  1. Desarrolla pequeños trabajos de investigación en los que pone en práctica la aplicación del método científico: identifica problemas científicamente investigables, formula hipótesis para explicar fenómenos cotidianos, recoge, organiza e interpreta los datos experimentales y emite explicaciones razonadas orientadas hacia la confirmación o no de la hipótesis.
  2. Elabora informes, a modo de recapitulación, para extraer conclusiones a partir de observaciones o experiencias, utilizando correctamente el vocabulario científico adecuado a su nivel.
  3. Identifica, selecciona e interpreta la información relevante en un texto de divulgación científica.
  4. Selecciona y categoriza el material básico de laboratorio haciendo correcto uso del mismo.
  5. Reconoce y respeta las normas de seguridad en el laboratorio, y cuida los instrumentos y el material empleado-
  6. Muestra creatividad en la búsqueda de respuestas a los interrogantes planteados.
  7. Muestra esfuerzo y autonomía en el trabajo personal, con una actitud activa y responsable en las tareas.
  8. Denota una disposición favorable hacia el trabajo en grupo, muestra actitudes de cooperación y participación responsable en las tareas.
  9. Participa activamente en debates aportando razones y respetando los turnos y opiniones.
  10. Demuestra curiosidad e interés por conocer los fenómenos naturales.
  11. Analiza críticamente las contribuciones de la ciencia en contextos personales y sociales de medio ambiente.
  12. Valora el trabajo de las personas que se dedican a la ciencia y reconoce la visión estereotipada de las mismas.

Recomendaciones para los docentes

Orientaciones didácticas para cada uno de los retos abordados en los diferentes apartados.

Fuerzas y vectores

En este apartado hemos abordado el estudio de fuerzas y vectores mediante tres retos . Presentamos a continuación la ficha de cada una de los retos:

Las fuerzas y su carácter vectorial

En este apartado se utilizan  tres simulaciones con las que se pretende trabajar el concepto de fuerza como magnitud vectorial, la suma, resta y resultante, así como la diferencia entre peso y masa.

EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno y la presentación de grupo. La tarea se evalúa con la siguiente escala para valorar simulaciones en ciencias (descargar en formato editable odt y en pdf).

Perspectivas imposibles

Después de explicar vectores, suma y resta de fuerzas, resultante, equilibrio, peso y masa. Se ha buscado un contexto motivador mediante fotografías con perspectiva forzada. El alumnado debe identificar, construir y calcular el sistema de fuerzas que intervienen en sistemas en equilibrio de estas fotografías, extrayendo conclusiones respecto a los tamaños relativos de las personas y objetos que aparecen en ellas. Cada grupo expondrá sus fotografías, junto con los cálculos realizados y sus conclusiones en el aula. Las fotos pueden exponerse en un lugar visible del centro..

Evaluación: La tarea de laboratorio se evalúa con la siguiente escala  escala para valorara las imágenes de perspectivas imposibles (descargar en formato editable odt y en pdf).

Cada fuerza con su pareja

Es un “Quién es quién” adaptado, donde los personajes representan un tipo de fuerza y las pistas sus definiciones. Se trata de emparejarlas. Se definen los tipos de fuerza, de contacto y la distancia, y sus efectos. El juego debe acompañarse de una hoja donde escribir las soluciones, para poder corregirlo. Se puede jugar individualmente o en parejas. Si se acierta, se pasa al siguiente personaje, si no, se vuelve a empezar. Dirección web: Cada personaje con su fuerza. El juego se puede encapsular en una página Web.

La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación para actividades lúdicas (descargar en formato editable odt y en pdf), acompañada de la siguiente hoja de soluciones:

Soluciones: 

Pista

Definición

Personaje

1

Con su fuerza de contacto produce que un movimiento cambie de trayectoria

Rafa Nadal

2

Está haciendo una fuerza de contacto que produce como deformación un estiramiento del objeto 

Mérida

3

Es una fuerza de contacto que produce el movimiento de un objeto redondo

Pau Gasol

4

Representa a una fuerza de contacto que ralentiza el movimiento de un objeto contra la superficie

Ski

5

Su fuerza de contacto permite detener un movimiento

Portero

6

Es la imagen más típica de una fuerza a distancia que atrae a los cuerpos hacia la tierra

Newton

7

Su fuerza de contacto es tal que es capaz de producir una rotura

Hulk

8

Con su pie realiza una fuerza de contacto que produce una aceleración en el movimiento

Patín

9

Tiene un poder de fuerza a distancia que atrae objetos como un imán

Magneto

10

Tiene una fuerza tal que por contacto es capaz de deformar  objetos

Wonder Woman



Fuerzas de contacto

En este apartado roponemos cuatro retos como actividades de investigación para comprender y aprender sobre los tipos de fuerzas. Presentamos a continuación las orientaciones de cada una de los retos:

El secreto de Hooke

Se utiliza una simulación que permite obtener la k de la ley de Hooke en un ejemplo práctico y se aplica para definirla. Por supuesto que la ley de Hooke es una de las prácticas clásicas de laboratorio en este nivel. Esta simulación puede emplearse con antelación al montaje de laboratorio.  A continuación se emplea la ley de Hooke en la resolución de varios casos prácticos. 

EVALUACIÓN: se calificará el cuaderno y la presentación de grupo.

La tareas se evaluarán con:

La goma más resistente

Esta experiencia necesita un estudio previo de la ley de Hooke, haber trabajado con dinamómetros y saber emplear el método científico. En un contexto de tipo laboral, los estudiantes se ponen en el papel de empleados y empleadas de una empresa que debe determinar la elasticidad de distintas gomas de oficina para presentar un informe. Esta investigación es libre, cada grupo resuelve cómo hacerla, por lo que se debe haber trabajado anteriormente en clase este tipo de experiencias. A pesar de ello, el apoyo del docente se hace indispensable, tanto para el diseño, como para el trabajo con unidades. Al final se pedirá un informe con los resultados de la investigación. Esta actividad puede complementarse con simulaciones, la clásica actividad de comprobación de la ley de Hooke en el laboratorio o mediciones con dinamómetros.

    EVALUACIÓN: se calificará  la calidad del informe. Se utilizarán las siguientes esalas de valoración:

    Investigamos las fuerzas de tensión

      Esta investigación necesita un estudio previo de las fuerzas y sus efectos sobre los cuerpos y saber emplear el método científico. Se enmarca en un contexto de tipo laboral, donde los estudiantes se ponen en el papel de ingenieros e ingenieras de una empresa que fabrica sillas de jardín y deben diseñar un tipo de lamas con el objetivo de lograr un diseño que mantenga la mayor carga posible en tensión con la menor cantidad de estiramiento. Para ello experimentan con varios materiales compuestos. Esta investigación es libre, cada grupo resuelve cómo hacerla, por lo que se debe haber trabajado anteriormente en clase este tipo de experiencias, aplicando el método científico. Siempre es necesario el apoyo del docente para ofrecer ideas y andamiaje a cada proyecto. Cada grupo expondrá el diseño realizado acompañado de un informe de lo trabajado y lo expondrá en clase. Puede complementarse con simulaciones, la clásica actividad de comprobación de la ley de Hooke en el laboratorio o mediciones con dinamómetros. Puede hacerse interdisciplinarmente con la materia de Tecnología.

      EVALUACIÓN: se califica la justificación de las decisiones en base a pruebas. Se utilizarán las siguientes escalas de valoración:

      Investigamos las fuerzas de comprensión y torsión

      Esta investigación necesita un estudio previo de las fuerzas y sus efectos sobre los cuerpos y saber emplear el método científico. Se ha elegido un contexto de tipo laboral. Los estudiantes se ponen en el papel de ingenieros e ingenieras, los cuales deben tener en cuenta el impacto de muchos tipos de fuerzas al diseñar estructuras. Deben elegir los mejores materiales y diseños para los edificios, máquinas, etc.. teniendo en cuenta los diferentes tipos de fuerzas que actúan para evitar fallos y accidentes. Cada grupo realiza un informe de su investigación. Se complementa con un trabajo individual, cada estudiante deberá elaborar un texto que justifique la importancia de conocer el tipo de fuerzas que actúan en el diseño de los elementos estructurales y dispositivos mecánicos. Puede complementarse con más actividades de Tecnología. 

      EVALUACIÓN: se califica la justificación de las decisiones en base a pruebas. Se utilizarán las siguientes escalas de valoración:

      Fuerzas a distancia

      En este apartado se abordan dos retos de investigación para comprender y aprender sobre los tipos de fuerzas.  Presentamos a continuación la s orientaciones  para cada una de los retos.

      Imanes flotantes

      Es posible que el alumnado ya esté familiarizado con los imanes. Este reto se hará después de que el alumnado ya haya sido introducido en los términos fuerza, fuerzas a distancia y fuerzas de contacto. El contexto se introduce relacionándolo con alguno de los trucos que emplean los “magos” con los conocimientos científicos. En este reto los alumnos y alumnas explorarán las interacciones entre imanes y usarán este conocimiento para hacer que los imanes floten en el aire. La producción es un informe científico. Se introduce también una pequeña coevalución..

      EVALUACIÓN: . Se utilizarán las siuientes escalas de valoración:

      Fuerzas misteriosas

      Después de explicar el concepto de fuerza, las fuerzas sin contacto y qué es la fuerza eléctrica, magnética y gravitacional. Se ha buscado un contexto cotidiano, mediante experiencias que pueden realizarse fácilmente. Se ha añadido al reto una carrera final que pone de manifiesto las tecnologías y máquinas que se construyen alrededor de la idea de que dos objetos pueden ejercer fuerza entre sí sin tocarse. El alumnado debe planificar y realizar investigaciones para responder preguntas o buscar soluciones. Estas investigaciones conllevan el control de variables y proporcionan evidencia para apoyar explicaciones o diseño de soluciones. Debe hacer observaciones y/o medidas para producir datos que sirvan  como base para la evidencia para una explicación de un fenómeno o probar una solución de diseño. Cada grupo expondrá sus conclusiones así como el diseño de su automóvil . .

      Las tareas se evaluarán mediante:

      Fuerza gravitatoria

      En este apartado proponemos tres actividades para trabajar la fuerza de gravedad. Presentamos a continuación las orientaciones para cada uno de los retos:

      Ley de gravitación universal

      Se trata mediante el uso de una simulación de  trabajar a nivel cualitativo el concepto de la fuerza de la gravedad que dos objetos ejercen entre sí.

      EVALUACIÓN: se calificará la hoja como una actividad más del cuaderno o portfolio de aula.

      La tarea se evalúa con la siguiente escala para valorar simulaciones en ciencias (descargar en formato editable odt y en pdf).

      Modelando la gravedad

      Después de explicar las clases de fuerzas e introducir la fuerza gravitatoria. Se ha optado por un contexto manipulativo, con materiales cercanos al alumnado, para que comprenda mucho mejor el concepto de fuerza gravitatoria y lo relacione con la masa y el tamaño. Esta actividad se complementa muy bien con una simulación.

      La tarea se evalúa con la escala para valorar un informe científico (descargar en formato editable odt y en pdf)

      Calculando la gravedad con el móvil

      Después de explicar el concepto de fuerza y el de aceleración de manera somera, ya que es un contenido de 4º de ESO. En este caso el alumnado usa un el teléfono móvil como elemento motivador. Debe planificar y realizar una experiencia para responder preguntas o buscar soluciones . Debe hacer observaciones y/o medidas para producir datos que sirvan como base para la evidencia para una explicación de un fenómeno. 

      La tarea se evalúa con:

      Aplicaciones de las fuerzas

      En este apartado proponemos tres actividades y unas lecturas para complementar el trabajo del profesorado en el tema de aplicaciónes de las fuerzas. Presentamos a continuación las orientaciones para cada uno de los retos:

      Máquinas

      Es una actividad que mezcla la lectura y el juego cooperativo, presentando imágenes de máquinas del entorno cotidiano. El alumnado debe identificar y clasificar las máquinas de las imágenes, después de haber escuchado la explicación del docente y asentado por medio de una lectura y búsqueda de ejemplos en la Red. Es una actividad de repaso, ya que este tema se suele trabajar de forma más amplia en el área de Tecnología.

      Soluciones:

      • Plano inclinado: rampa para subir carretillas, rampa de acceso, pista de  Skate, rampa para discapacitados, escalera espiral y camión para transportar coches
      • Cuña: cremallera, hacha, cincel, cuchillo de cocina, dientes, proa de barco
      • Tornillo: tapones, grifo, tuercas, perforadora, abridor de botellas, cosechadora
      • Polea: máquina para alzar pesos, grua, noria, ascensor, pozo, molino
      • Palanca: balanza, paso a nivel, caña de pescar, balancín, remo, carretilla
      • Comodines: Rampas de la edad de piedra, catapulta romana, torno de la Edad Media

      La tarea se evalúa con la siguiente escala de coevaluación de actividades lúdicas (descargar en formato editable, odt, y en pdf):

      El columpio

      Para hacer este reto es necesario conocer las características de la  palanca. El alumnado trabaja con una simulación e identifica, paso a paso, las fuerzas que intervienen en una palanca de primer grado y las va relacionando con la distancia, hasta llegar al concepto de momento de una fuerza. Esta actividad se complementa con algo manual.

      La tarea se evalúa con la siguiente escala para valorar simulaciones en ciencias (descargar en formato editable odt y en pdf).

        Fulcreando

        Después de explicar las clases de máquinas simples, ver la ley de la palanca y definir el momento de una fuerza. A pesar de que se puede jugar intuitivamente, se trata de que el alumnado aplique lo aprendido sobre la palanca y el momento de una fuerza para ganar en un juego. Está adaptado de la actividad: Física de la palanca.

        SOLUCIONES a la actividad 1:

        Comenzamos con la bandeja en equilibrio, ¿qué pasaría si agregas un objeto en la bandeja?

        Respuesta posible: Depende del peso del objeto y de dónde se lo coloque en la bandeja; puede que no haya un efecto visible o puede que la bandeja gire, se incline o se caiga.

        Se coloca un objeto en la bandeja en equilibrio, lo que hace que esta se incline. ¿Dónde se debería colocar el objeto para causar la mayor inclinación posible?

        Respuesta posible: Cuando se coloca un objeto a una distancia del punto de apoyo, se origina un momento, lo que hace que la bandeja se incline. El momento de una fuerza es directamente proporcional a la distancia entre el cuerpo y el punto de apoyo (M = F · d), por lo que si se coloca el mismo objeto más lejos del punto de apoyo, la inclinación de la bandeja será mayor. Si se coloca el objeto demasiado lejos del punto de apoyo, la bandeja se inclinará y tocará la mesa. El efecto también depende del peso (F) del objeto.

        Si colocamos un objeto sobre la bandeja de peso 0,6 N a una distancia de 0,1 m del punto de apoyo, ¿cúal será su momento?

        Respuesta:                M = F x d, M = 0.6 N x 0.1 m,                   M= 0.06 Nm

        Si colocamos el mismo objeto más lejos del punto de apoyo, por ejemplo 0,2 m más lejos, ¿se inclinaría más o menos?

        Respuesta: se inclinaría más

        ¿Dónde deberías colocar un objeto para que una bandeja vacía o en equilibrio permanezca en equilibrio?, ¿cómo deben de ser los momentos en cada brazo?

        Respuesta: Cuando se coloca un objeto sobre el punto de apoyo, el momento de fuerza es igual a cero (d = 0), por lo que no hay un efecto visible en la bandeja.

        Cuando un objeto está en equilibrio, los momentos totales deben ser iguales (Ley de la palanca).

        (F1 · d1 = F2 · d2). 

        Si la posición del objeto es la misma pero cambias el peso, ¿qué efecto tiene sobre el momento?

        Colocar un objeto más pesado en la bandeja hará que la misma se incline más. Esto ocurre porque el momento (M) es directamente proporcional a la fuerza aplicada (F) y a la distancia perpendicular (d). 

        EVALUACIÓN: Estas tareas se evaluarán mediante esta escala de valoración de un trabajo científico escrito (descargar en formato editable odt y en pdf).

        Historias de fuerzas

        Por medio de una lectura, se trabajan varias aplicaciones de la mecánica de forma simple y adecuada al nivel del alumnado de 2º de ESO. Se propone, en vez de hacer una lectura única larga, distribuir los conceptos en cinco diferentes, más cortas, que tratan sobre: sistemas de fuerzas, peso y normal, palancas, gravedad y elasticidad. Estos documentos se reparten por grupos para su trabajo y se difunden en otros grupos reorganizados, donde haya un estudiante de cada uno de los anteriores. Esta técnica cooperativa se denomina “rompecabezas o puzzle”. Los propios alumnos/as pueden evaluar a sus compañeros/as con unos criterios proporcionados por el docente. Posteriormente, para comprobar el trabajo de los grupos y la comprensión lectora, el docente puede hacer preguntas aleatorias entre el alumnado de cada grupo. 

        La tarea se evalúa con la  escala de co-valoración para la explicación oral de una dinámica tipo puzzle (descargar en formato editable odt y en pdf).

        Bibliografía

        • Alper Christi (2018). En Edutopia. Embracing Inquiry-Based Instruction.
        • Álamo Taravillo, Javier (2017).  Blog Evidencia en la escuela: Promoviendo el aprendizaje profundo.
        • AAVV (2011). Confederación de Sociedades Científicas de España (COSCE y Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN). Informe ENCIENDE.
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