El baile de las pasas

2014Nicolas MERVEILLE
2014
Nicolas MERVEILLE

El baile de las pasas

El baile de las pasas
Propósito de la sesión
Observar, describir y explicar el proceso de flotabilidad.
Descubrir el principio de Arquímedes.
Convocar los conceptos de Volumen, Peso, Gravedad.
Idea científica y contenido relacionado
En esta actividad, los alumnos trabajan el concepto de Volumen, de Peso, de Gravedad, de Empuje de Arquímedes, de Flotar, de Hundirse.
Aprendizajes a desarrollar
Las competencias que se trabajan en esta tarea son: (a) la observación del fenómeno, (b) La descripción escrita del fenómeno observado y su esquematización, (c) dibujo.
Las competencias que se trabajan en esta segunda etapa son: (a) la descripción precisa de fenómenos, (b) el proceso de argumentación acerca del fenómeno, (c) la esquematización y el dibujo de la escala de comparación.
Proceso a desarrollar
La primera etapa
La duración de la tarea de la primera etapa es de próximamente de 35 minutos.
Material usado para la experimentación
Material
Descripción
1 recipiente
1 botella de agua con gas
7 pasas por un grupo de 4 personas


La primera consigna dada por el Maestro es la siguiente
El maestro pide a sus alumnos (en grupo de 4 miembros) que dejan caer 3 o 4 pasas secas en un vaso de agua con gas.


Tabla 1. Pasas en un vaso de agua con gas
Descripción de la Manipulación

El alumno debe llenar el vaso con el agua mineral (el Maestro se asegura que contenga bastante gas). Cuando el vaso esté lleno ¾ partes, el Alumno comienza a colocar las pasas.
Manipulación














La segunda consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro pide a los diferentes grupos que redactan un parágrafo para explicarme lo que observan en el vaso. (Duración de la tarea 10 minutos).
El parágrafo será acompañado por un esquema que describe el fenómeno observado (Duración de la tarea 10 minutos).
Comentario
El Maestro se aseguró por este medio de la redacción y de la esquematización que los alumnos han observado el fenómeno que analizaran en el resto de la actividad. En esta actividad el impacto del agua sobre el tamaño de la pasa no tiene tanta importancia. Los contenidos que se trabajan por el medio de la experimentación es la flotabilidad.
Tabla 2. Ejemplo de Redacción y Esquema acerca del fenómeno
Las pasas se hunden pero luego suben y bajan en el líquido. Es por eso que lo llamamos el baile de las pasas.

Competencias
Las competencias que se trabajan en esta primera tarea son: (a) la observación del fenómeno, (b) La descripción escrita del fenómeno observado y su esquematización, (c) dibujo.


Problematización de la situación
La segunda etapa
La duración de la tarea de la segunda etapa es de próximamente de 35 minutos.
La tercera consigna dada por el Maestro es la siguiente
El maestro pregunta a sus alumnos lo siguiente:
¿Por qué las pasas se hunden cuando se les deja caer en el vaso para luego subir a la superficie del líquido y luego hundirse de nuevo?
Lluvia de ideas (5 minutos)
El maestro anota a la pisara las diferentes propuestas que dan sus alumnos. En general, a este nivel de la actividad, los alumnos no "explican" nada desde un punto de vista científico pero describen de forma más detallada los diferentes mecanismos que participan al fenómeno del baile de las pasas.
El cuadro siguiente precisa los diferentes mecanismos físicos que participan al baile de las pasas.
Tabla 3. Descripción de los mecanismos que participan a la subida y bajada de las pasas en el agua con gas
1El agua con gas tiene una gran cantidad de dióxido de carbono disuelto (CO2), que forma burbujas más fácilmente en superficies como el vidrio.
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2Las burbujas se adhieren a las pasas, crecen y hacen flotar a las pasas.
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3Cuando las pasas llegan a la superficie, las burbujas se rompen, y las pasas se hunden nuevamente.
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Competencias
Las competencias que se trabajan en esta segunda etapa son: (a) la descripción precisa de fenómenos, (b) el proceso de argumentación acerca del fenómeno, (c) la esquematización y el dibujo de la escala de comparación.
La tercera etapa
La duración de la tarea de la tercera etapa es de próximamente de 10 minutos.
La tercera consigna dada por el Maestro es la siguiente
Por el momento, los alumnos han descrito un fenómeno (el baile de las pasas) y los mecanismos que participan al fenómeno (la burbujas se pegan a la pasa y le permite de subir a la superficie del agua). El Maestro. Ahora el Maestro tiene que crear el camino hacia la explicación, en otras palabras generar la posibilidad de construir un ruta que va ayudar los alumnos a rendir cuenta de las variables y leyes que generan el baile de las pasas.
Ustedes me explicaron que las burbujas facilitan la subida de la pasa y cuando la pasa llega a la superficie las burbujas se destruyen lo que implica que la pasa se hunde de nuevo. Mi pregunta ahora es:" ¿porque la pasa sube cuando está llena de burbujas y por qué se hunde cuando las burbujas se desintegran?".
Si los alumnos no tienen la menor idea de lo que podría ser responsable del hecho de subir o bajar, entonces el profesor formulara una nueva pregunta:
¿Cuáles son los nombres de las fuerzas que permiten a las pasas de flotar y hundirse en el líquido?
Comentario
A este nivel de la actividad, las palabras "Peso" y "Gravedad" son mencionadas por los alumnos. Es muy probable que los alumnos mencionan que la pasa de hunde por su peso resultado de la fuerza de la gravedad. La caída de la pasa tiene que servir de apoyo al Maestro para llevar sus alumnos hacia el concepto de anti-gravedad que tiene el principio de Arquímedes. No es importante que los alumnos mencionen Arquímedes sino el hecho que "Parece que hay una fuerza que empuja la pasa hacia la superficie del líquido". (Fin de la estrategia de enseñanza por deducción. Ahora entramos en la fase por inducción).
La cuarta etapa
La duración de la tarea de la tercera etapa es de próximamente de 20 minutos.
Los alumnos han deducido que el mecanismo de flotación está dado por el Volumen, el Peso y una misteriosa fuerza que empuja la pasa hacia la superficie del agua. El Maestro puede, ahora, explicar el principio de Arquímedes.
Fuerza de Arquímedes de abajo hacia arriba. Aquí es la variable Volumen que está convocada. Fuerza de Gravedad desde arriba hacia abajo. Aquí es la variable Peso que está convocada)
Fuerza de Arquímedes de abajo hacia arriba. Aquí es la variable Volumen que está convocada.
Fuerza de Gravedad desde arriba hacia abajo. Aquí es la variable Peso que está convocada)
Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; la gravedad, que es vertical y hacia abajo y el empuje de Arquímedes que es vertical pero hacia arriba.

Las leyes
Tabla 4. Explicación de la relación causa-efecto
Explicación de la relación causa-efecto

1. Si el peso es mayor que el empuje (P > E), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es mayor al del líquido.

2. Si el peso es igual que el empuje (P = E), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo es igual al del líquido.

3. Si el peso es menor que el empuje (P < E), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del l quido.
Esquema














La quinta etapa
La duración de la tarea de la tercera etapa es de próximamente de 5 minutos.
El Maestro inscribe a la pisara lo siguiente : "El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: "Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja".

El maestro puede aterrizar la actividad con un caso concreto de la vida real como el Submarino que usa estas fuerzas y principio de Arquímedes para flotar y hundirse.



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