ciencias naturales

Ciencias Naturales en el Nivel Inicial y Primer Ciclo

Por Miguel Ángel Mancuso

Aurelio Bernardo Rodríguez Alicia Susana Véspoli

EDITORIAL Lugar

S. A.

VOLUMEN 1 Edición Marzo

2006

Este material se utiliza con fines exclusivamente

didácticos.

Í N D I C E

PRÓLOGO ................................................................................................ 5

INTRODUCCIÓN

¿Se puede enseñar ciencias en el Nivel Inicial? .............................................. 9

Las ciencias naturales ...............................................................................12

¿Cómo pensamos el área de ciencias naturales en el Nivel Inicial?...................13

CAPÍTULO I. Marco pedagógico para la toma de decisiones

Hacia un aprendizaje significativo ...............................................................17

Los mapas conceptuales............................................................................19

Actividad: Relacionando y elaborando los mapas vamos armando ...................22

Algunas consideraciones complementarias que pueden

ser útiles para la construcción de mapas conceptuales...................................23

Los mapas preconceptuales ....................... ...............................................24

Los mapas preconceptuales a través de un ejemplo concreto..........................25

Actividad: ¡Algo debemos lograr del tema al mapa preconceptual!...................26

CAPÍTULO II. La Unidad Didáctica

¿Cómo planificamos una Unidad Didáctica? ..................................................29

¿Qué es una Unidad Didáctica?...................................................................30

¿Qué características debe tener una Unidad Didáctica? ..................................30

¿De qué momentos consta la unidad didáctica? ............................................31

¿Qué es una experiencia directa?................................................................32

Conocimientos previos: punto de partida de los aprendizajes..........................33

¿Es necesario tener en cuenta algo más?.....................................................34

Registro de las anticipaciones ....................................................................37

Actividad: Dibujando, seriando y clasificando voy anticipando.........................38

Ideas previas vs. Ideas nuevas ..................................................................39

Posibles resultados del proceso de enseñanza-aprendizaje .............................42

Componentes de una Unidad Didáctica ........................................................43

¿Actividad o experiencia? ..........................................................................53

Las actividades en el área de las ciencias.....................................................54

Tipos de actividades .................................................................................55

La metodología juego-trabajo ....................................................................56

CAPÍTULO III. Cómo planificar las ciencias naturales

¿Cómo planificamos en el área de ciencias naturales en el Nivel Inicial? ...........61

Ejemplo de planificación tipo. Las propiedades de los materiales......................64

Actividad: Reconociendo texturas ...............................................................66

Actividad: Reconociendo la permeabilidad....................................................69

CAPÍTULO IV. El agua, ese líquido maravilloso

Características del agua ............................................................................73

Propiedades del agua................................................................................75

Soluciones y dispersiones coloidales............................................................77

Flotación .................................................................................................78

¿Por qué debemos trabajar el tema Agua? ...................................................81

Actividades según las edades .................................. ..................................82

Actividad: Planteando una respuesta metodológica .......................................86

CAPÍTULO V. Y si del aire se trata...

¿Atmos-schairal .......................................................................................89

Cuando del avión nos tiramos con el paracaídas nos sujetamos ......................91

El viento .................................................................................................91

Realizando mapas conceptuales. Del mapa a la actividad ...............................92

Actividad: ¿Hacemos aviones con papel? .....................................................93

Actividad: ¿Nos tiramos con paracaídas? .....................................................94

Actividad: Pesando, pesando, vamos equilibrando.........................................95

ANEXOS

Anexo I

¿Un paso en la secuencia didáctica? ............................................................99

Anexo II

El método científico y qué hacer en el nivel ................................................100

Anexo III

Los temas transversales..........................................................................102

Anexo IV

Núcleos de Aprendizajes Prioritarios para el Nivel Inicial ..............................107

Núcleos de Aprendizajes Prioritarios para el Primer Ciclo de EGB...................108

Anexo V

Los proyectos de trabajo ...... .................................................................110

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

CAPITULO V

Y SI DEL AIRE SE TRATA...

¿ATMOS - SCHAIRA?

CUANDO DEL AVIÓN NOS TIRAMOS CON EL PARACAÍDAS NOS

SUJETAMOS

EL VIENTO

REALIZANDO MAPAS CONCEPTUALES. DEL MAPA A LA ACTIVIDAD

Actividad: ¿HACEMOS AVIONES CON PAPEL? Actividad: ¿NOS

TIRAMOS CON PARACAÍDAS?

Actividad: PESANDO, PESANDO, VAMOS EQUILIBRANDO

¿Atmos-schaira? "Vivimos sumergidos en el fondo de un océano de aire, que por experimentos, sin duda tiene peso..." Éstas son palabras del físico italiano Juan E. Torricelli (siglo XVII) que resumen una parte de sus investigaciones referidas al estudio de la envoltura gaseosa que rodea a la tierra y que denominaremos atmósfera, cuya etimología proviene del griego: atmos = vapor, aire y schaira = esfera. La altura exacta de la misma no puede determinarse con precisión; se divide en capas cada una de ellas con propiedades particulares. Podría fijarse un límite a los 2.000 km pero estudios muy recientes admiten un valor superior. ¡Aire por aquí y aire por allá! El aire es, pues, la materia que constituye la atmósfera. Antiguamente se pensó que era una situación simple. Para Aristóteles, por ejemplo, constituía uno de los cuatro elementos fundamentales: aire-agua- fuego-tierra. La experimentación científica demostró que es una mezcla mecánica de gases con la siguiente proporción para cierto volumen de aire limpio y seco: 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0,93 % de argón y cantidades muy pequeñas de dióxido de carbono, neón, helio, criptón, xenón, ozono, hidrógeno.

¿Qué más encontramos en el aire? La frase "limpio y seco" nos da la pista. La mayor parte del aire no está perfectamente seco: contiene vapor de agua cuya proporción varía según el tiempo y el lugar que se considere. Por término medio el agua constituye el 1,2 % del aire. En cuanto a "limpio" si investigamos las sustancias que contaminan el aire, integran una lista casi interminable. ¿Es muy pesado el aire? Aproximadamente un litro de aire pesa 1,3 gramos o sea que su peso específico es de 0,0013 g/cm3. Tomando como referente un cierto volumen de agua podemos decir que un volumen igual de aire pesa casi 800 veces menos. Más aún, pesa 2.000 veces menos que una piedra cuyo volumen sea el mismo que el del aire. Y sin embargo... El peso de la capa atmosférica sobre la superficie de la tierra ejerce una presión considerable, responsable de muchos fenómenos físicos.

Basta decir que cada cm2 de la superficie terrestre soporta una fuerza aproximada de 1 Kilogramo. Si consideramos que el cuerpo humano tiene, en promedio, una superficie de 15.000 cm2 sacamos como conclusión que la fuerza total que soporta debido a la presión atmosférica es de ¡15.000 Kg! (15 toneladas). Obviamente, existe una presión interior en nuestro cuerpo capaz de equilibrarla no solamente en los pulmones y en el corazón, sino también en los vasos sanguíneos, en el cerebro, etcétera. A medida que ascendemos, alejándonos de la superficie del nivel del mar, la presión atmosférica disminuye porque es menos el peso de la capa de aire que va quedando arriba. Cada 10,5 m que ascendemos la presión atmosférica disminuye en 1,3 hectopascales. El hectopascal (hpa) es la unidad oficial para expresarla, correspondiendo a la llamada presión atmosférica normal un valor de 1.013 hpa. Algo más acerca del aire Es incoloro y transparente pero... ¿Por qué el cielo se ve azul...? Las moléculas de los gases que componen la atmósfera y las partículas que flotan en ella difunden o dispersan las diferentes radiaciones que componen la luz solar. Las moléculas gaseosas dispersan preferentemente las radiaciones de corta longitud de onda como las azules y violetas, por eso a medida que ascendemos el cielo se ve más azul y oscuro, porque el aire es más puro. Las partículas de polvo, las gotas de agua, los microorganismos, dispersan las radiaciones de mayor longitud de onda como el rojo y el amarillo característicos de la salida y puesta del sol, pues en este caso los rayos atraviesan en mayor extensión las capas bajas de la atmósfera que es donde se encuentran en mayor densidad, las partículas. En cuanto al calor... La transmisión del calor por contacto molecular se llama conducción y es una consecuencia de las colisiones moleculares durante el cual las moléculas con mayor energía cinética transmiten calor a las de menor energía. Como en el aire las moléculas están separadas la conducción se torna más difícil. Por eso decimos que el aire es "mal conductor" del calor pero esto lo hace muy útil cuando está atrapado en pequeñas cavidades en el interior de materiales como la lana, la fibra de vidrio o el corcho. Esto explica por qué decimos que un acolchado de plumas es "calentito", debido a que el aire que contiene retiene más nuestro calor. Lo mismo sucede con una bolsa de dormir o con las plumas de los pájaros. La atmósfera misma forma una cubierta térmica que distribuye el calor recibido del sol y tiende a evitar la salida de calor de la tierra; además de protegerla contra las nocivas radiaciones ultravioletas y el violento bombardeo de los meteoritos ya que varios millones de ellos caen diariamente dentro de nuestra atmósfera y la mayor parte son desintegrados por el calor de fricción que se genera en su contacto con el aire. ¿Los cuerpos caen en el aire? Si dejamos caer una hoja de papel desde cierta altura veremos que lo hace "planeando" y tarda un cierto tiempo, el cual, si es necesario, podrá ser medido con un cronómetro.

Si luego estrujamos la hoja haciendo un "bollito" y la dejamos caer desde la misma altura, notaremos que cae más rápido, tarda menos tiempo en llegar al piso. ¿Qué condición inicial ha variado de un caso a otro? Es evidente que la respuesta es: la superficie de la hoja. Así es, esta magnitud física influye en la velocidad de caída de un cuerpo, la cual aumenta o disminuye cuando la superficie disminuye o aumenta. Si los cuerpos cayeran en el vacío lo harían con movimiento uniformemente acelerado lo cual significa que la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales. Pero, en el aire, el rozamiento del cuerpo con el fluido origina una fuerza resistente que se opone al movimiento y que aumenta en forma directamente proporcional al cuadrado de la velocidad. Llamaremos: P: peso del cuerpo. Fe: fuerza de caída. Fr: fuerza de resistencia del aire. La fuerza con que cae el cuerpo (Fe) está dada por la fórmula.

A medida que el cuerpo desciende aumenta su velocidad y por lo tanto aumenta Fr. En determinado momento dicha fuerza Fr se iguala con el peso y ya no aumenta más, el cuerpo alcanza una velocidad límite Si P = Fr significa que, de acuerdo a la fórmula anterior Fe = P - Fr Fe = 0 (la fuerza de caída es nula) Entonces el cuerpo seguirá moviéndose con velocidad constante (velocidad límite). Cuando del avión nos tiramos con el paracaídas nos sujetamos "Si un hombre cuenta con un armazón cóncavo, forrado con tela impermeable de unos 7 cm. de lado, puede arrojarse desde cualquier altura sin hacerse daño" Leonardo Da Vinci El funcionamiento del paracaídas es un ejemplo típico de lo explicado anteriormente. Consiste en un casquete esférico confeccionado con una tela fuerte pero liviana a la vez, generalmente de seda. De los bordes arrancan cuerdas, que forman el sistema de suspensión al cual va sujeto el aviador. Se abre automática o manualmente por el propio paracaidista que tira de una anilla que suelta un paracaídas pequeño que abre al mayor. La altura mínima de la cual se puede saltar sin peligro es 30m para apertura automática y 70m para apertura manual. El viento "Nuestra entrada al mundo es una entrada al aire, una bronca aspiración que es bocanada y es grito; luego vamos por la vida moviéndonos con aire, en el aire, por el

aire. El aire nos transita y nos limita; es suspiro, es sollozo; y es el espacio donde crecen nuestros sueños." Ricardo Elizondo El aire nunca está en reposo, tiene gran movilidad, que es una característica de los gases. El movimiento de una masa de aire es justamente lo que conocemos con el nombre de viento y tiene su origen en el calentamiento desigual de dos puntos de la superficie terrestre. El sol calienta la tierra, la cual irradia dicho calor al aire, que se torna más liviano y se eleva dejando debajo de él una zona de baja presión, un centro ciclónico que funciona como polo de atracción para las masas de aire frías de una región cercana de alta presión o centro anticiclónico. Se produce así una corriente de convección dando origen a los vientos de superficie. La ruta del viento de un centro de alta presión a otro de baja presión, se ve afectada por la rotación de la tierra.

Centros de Alta Presión = Centros Anticiclónicos Centros de Baja Presión = Centros Ciclónicos

En el hemisferio norte los vientos se ven obligados a desviarse hacia la derecha de la dirección que "intentan" llevar y en el hemisferio sur en cambio son llevados hacia la izquierda. Este fenómeno se conoce como efecto coriolis. La velocidad del viento depende de la diferencia de presión entre el centro ciclónico y el anticiclónico: a mayor presión, mayor velocidad. Pero también influyen en la fuerza y velocidad del aire la distancia entre dichos centros: cuanto más cerca estén las dos áreas de distinta presión más rápidos serán los vientos. Por otra parte existen características propias de las masas de aire tales como la temperatura, que depende de la influencia de la superficie sobre la que va pasando. El aire con poca velocidad tiene más tiempo para ser afectado por dicha superficie, la cual también determina la mayor o menor cantidad de vapor de agua que contiene la masa de aire, ya que si ésta se traslada sobre el mar será más húmeda por la evaporación del agua, en comparación, con otra masa que recorre grandes distancias sobre tierra. ¿Energía eólica? Durante milenios los barcos de vela aprovecharon la energía eólica para navegar y también, en tierra firme, es utilizada desde el último milenio para poner en marcha los

molinos de viento los cuales bombean agua del subsuelo a la superficie y ponen en marcha generadores para iluminar lugares alejados de las redes eléc¬tricas. La energía eólica tiene la ventaja de ser: gratuita, renovable y limpia, esto último implica que no tiene efectos secundarios como puede ser la producción de desechos contaminantes. Es renovable ya que deriva de la energía del sol que no calienta uniformemente la atmósfera provocando las mencionadas diferencias de presión, por lo tanto los vientos continuarán soplando mientras brille el astro rey, es decir, 10.000 millones de años más... Realizando mapas conceptuales. Del mapa a la actividad La primera actividad en esta temática consistirá en realizar un mapa conceptual de contenidos que se considere que deberá incorporar para poder trabajar el tema aire con los niños. Luego, planear cuatro actividades para realizar con los niños y para cada una de ellas un mapa conceptual de clase. ¿Qué actividades podemos trabajar con el tema aire? Algunas posibles actividades La forma mas fácil de abordar este tema "tan difícil" y de comenzar con los niños a lograr simplemente aproximaciones a lo que sucede en la realidad es trabajándolo a partir de lo que ellos pueden apreciar con mayor facilidad, de aquello con lo que más están en contacto, que es el clima, la atmósfera, y los fenómenos que ellos involucran como por ejemplo la lluvia, el calor, la nieve, el frío, todos ellos elementos físicos asociados a sentimientos que generalmente tienen lugar, por primera vez en la infancia. ¿Qué saben los niños sobre el tema? Es de suma importancia antes de iniciar el trabajo realizar una buena formulación de preguntas problematizadoras que nos lleven a poder registrar anticipaciones sobre qué piensan ellos de, por ejemplo: ¿Qué es el aire? ¿De qué esta formado el aire? ¿Pesa el aire? ¿Se mueve el aire? ¿Cómo se mueve el aire? ¿Qué es el viento? Creemos que es de importancia que queden como generalizaciones conceptuales al finalizar sala de 5 años: • Que el aire se puede sentir cuando el viento actúa sobre nosotros (tu cuerpo, tu cara, etc.). • Que podemos sentir el ruido del aire en días con viento. • Que el aire en movimiento puede llevar las cosas u objetos de un lugar a otro. • Que podemos sentir cuando el aire entra en nuestro cuerpo por la boca o por la nariz, ("lo podemos tomar").

Actividad ¿Hacemos aviones con papel? Para ello se deberán seguir las siguientes indicaciones: a) Doblar un papel rectangular por la línea de puntos. b) Doblar las esquinas hacia la línea media c) Doblar de nuevo las esquinas hacia la línea media. d) Doblar la flecha por la mitad hacia arriba. e) Enderezar las alas y fijarlas con cinta adhesiva. f) Sujetar el avión entre los dedos pulgar e índice y lanzarlo hacia adelante. Figura 1

Figura 2

Se puede completar la experiencia agregándole un trozo de plastilina en la punta y pedirles que anticipen: ¿Volará mejor?¿Y si doblamos las puntas?¿Qué les parece que sucederá? Se pueden realizar aviones de diferentes tamaños y con diferentes tipos de papel (más liviano o más pesado) para seguir sacando conclusiones. (Ver Figura 2) Actividad ¿Nos tiramos con paracaídas? Para construir un paracaídas es necesario conseguir: • Un trozo de tela o bolsa de polietileno del tamaño de un pañuelo.

• Trozos de hilo o cuerda de 30 cm de largo cada uno. • Una tuerca grande o un muñeco de plástico o un soldadito de juguete, u otro elemento a elección.

Confección: • Se ata cada uno de los trozos de hilo a los extremos de cada una de las cuatro esquinas de la tela o bolsa de polietileno. • Las cuatro cuerdas se unen entre sí y se sujetan al elemento elegido (soldadito, tuerca, canasta, etc.). • Se dobla el paracaídas formando una especie de pelota floja y se lo lanza al aire en un lugar abierto. Antes se puede pedir que los niños anticipen: • ¿Qué paracaídas caerá más rápido? • ¿Por qué? • ¿Cuál volará más tiempo? • ¿Será el de tela o el que hicimos con la bolsa? Luego se realizará la confrontación con las anticipaciones. Actividad Pesando, pesando, vamos equilibrando (Omitimos aquí considerar el empuje de Arquímedes debido al aire circundante, por ser una cuestión a desarrollar en un nivel superior.) Materiales: • Hilo. • Sorbetes o pajitas de beber. • Dos globos. • Clips. Procedimiento: • Atar un trozo de hilo al centro del sorbete (puede ser reemplazado con una varilla fina). • Colgarla en un lugar de la sala donde no haya corriente de aire. • Colocar un clip en cada uno de los extremos del sorbete. • Inflar dos globos hasta que estén bastante grandes. • Atar cada uno de ellos a un extremo del sorbete y correr los clips hasta obtener el equilibrio.

Formule preguntas para registrar anticipaciones como por ejemplo: ¿Qué hay dentro de los globos? ¿En algunos de ellos hay más "de eso"? ¿Qué sucedería si pinchamos uno de ellos? A continuación pinche uno de los globos y confronte con las anticipaciones. Puede agregar clips en el extremo del globo pinchado para equilibrar la balanza. Previamente hay que volver a pedir que anticipen: ¿qué sucedería si agregamos más clips del lado que ya no está el globo?