La energia

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2014Nicolas MERVEILLE
2014
Nicolas MERVEILLE


La EnergíaActividades de Ciencia y Tecnología

La Energía
Actividades de Ciencia y Tecnología
Propósito de la sesión
Distinguir fuente de energía renovable y fuente de energía no renovable.
Descubrir propiedades de la energía.
Convocar el concepto de caloría en la ciencia física..
Idea científica relacionada
En esta actividad, los alumnos trabajan el concepto de Renovable y No Renovable, el mecanismo de Transferencia de la Energía, la definición de Caloría.
Un aspecto importante a tratar es conocer cuáles son las fuentes que usamos para aprovechar la energía, su utilidad, sus ventajas e inconvenientes y su disponibilidad
Aprendizajes a desarrollar
En esta actividad, el alumno diseñara una experimentación para comprobar sus hipótesis acerca de la transmisión de energía de un sistema a otro sistema. Los resultados de su experimentación lo conducirá a descubrir el concepto de caloría que usara en el campo de la física y no de la biología como se emplea en general en la malla curricular.
La primera etapa
La duración de la tarea de la primera etapa es de próximamente de 20 minutos.
La primera consigna dada por el Maestro es la siguiente
El maestro pregunta a sus alumnos (en grupo de 4 miembros) lo siguiente:
¿Qué es la energía?
Comentario
Esta tarea ayuda el Maestro a cosechar los saberes previos de sus alumnos acerca de la Energía. Es la oportunidad de aclarar el concepto de energía desde la perspectiva científica. Una vez que los alumnos han expuesto su propia definición de la energía, el profesor puede redactar la definición que le interesa que los alumnos se apropian. La definición que se usara en el marco de la actividad es :
Capacidad de un cuerpo o sistema para ejercer fuerzas (ej. movimiento, transformación) sobre otros cuerpos o sistemas o entre sus propios subsistemas.
La segunda etapa (Duración 10 minutos)
La segunda consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro invita los alumnos a relacionar la fuente de energía con su energía útil.
Comentario
Este ejercicio ayuda a clarifica las nociones de fuente de anergia y la energía útil.
La tercera etapa
La tercera consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro, para asegurarse que la idea de fuente de energía está bien entendida por sus alumnos, pregunta lo siguiente:
¿Qué es una fuente de energía?
Lluvia de ideas (25 minutos)
El maestro anota a la pisara las diferentes propuestas que dan sus alumnos. En general, a este nivel de la actividad, los alumnos explican, a través de ejemplos, lo que es una fuente. Es la oportunidad para comunicarlos la definición científica de fuente de energía.
Llamamos fuente de energía a un sistema natural cuyo contenido energético es susceptible de ser transformado en energía útil.
Un ejercicio para comprobar el entendimiento
El Maestro, para asegurarse que la idea de fuente de energía está bien entendida por sus alumnos, pregunta lo siguiente:

La cuarta etapa (duración 20 minutos)
La cuarta consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro dice: "Ahora que ustedes saben que el agua, el viento, el sol, los combustibles fósiles, el Uranio son fuentes de energía, les pregunto lo siguiente: ¿Cómo se pueden clasificar o ordenar estas fuentes de energía?
Organizando en grupo de 4, los alumnos van formulando un sistema para ordenar las fuentes de energía. Presentaran sus resultados a la totalidad del salón.
Comentario
El objetivo de la tarea es que los alumnos separan las fuentes de energías renovables y no renovables. Sin embargo, es poco probable que lo mencionen en estos términos. Si logran a separar el agua-el viento-el sol por un lado con el petróleo-el carbón-el uranio por otro lado; el Maestro considerara que la respuesta es válida. Es tarea suya de introducir los términos de renovables y no renovables.

La quinta etapa (duración 30 minutos)
El Maestro ensena un ejemplo de clasificación de fuentes de energía.

Este ejemplo de clasificación tiene, obviamente, una razón muy importante: su consecuencia para la gestión de los recursos naturales al nivel de un país. Es un nuevo punto de contenido muy importante que el Maestro va poder construir.
La quinta consigna dada por el Maestro es la siguiente
-¿Cuál es la incidencia, la consecuencia, de la clasificación de las fuentes de energías en 2 categorías?
Lluvia de ideas (5 minutos)
Es tarea del Maestro organizar una conversación acerca de la Gestión del Medio Ambiente. Es la oportunidad para tocar el modelo energético del Perú. Para los alumnos de segundaria se puede mencionar el hecho que las fuentes de energía renovable son inagotables cuando en realidad las fuentes de energía no renovables tienen un "limite". Para los alumnos de 5° grado se tocara el tema de la gestión de los recursos renovables y no renovables (ej. Cuadro sobre gestión de los recursos).
Podemos, a lo mejor, retrasar el agotamiento de las minas de carbón o de los pozos de petróleo al disminuir su ritmo de explotación. Sin embargo, es posible tomar por siempre recursos "renovables" si se tiene cuidado de no tomar más de la renovación de los recursos explotados.
Problematización de la situación
La sexta etapa (Duración 60 minutos)
El Maestro ha clarificado una seria de conceptos, de términos, de ideas. Ahora, el puede lanzar la fase de la problematización de la situación.
La sexta consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro formula la pregunta siguiente a los grupos del salón:
¿Se puede transferir la energía de un sistema a otro sistema?
Cada grupo va:
formular su hipótesis: si se puede o no se puede.
Imaginar una experimentación para comprobar su hipótesis.
Material
El Maestro ensena, desde su oficina, el material que los alumnos usaran en su experimentación. Aquí, los alumnos no tienen el derecho de manipular el material. Es el momento de la concepción, formulación y creación. El hecho de ver el material les ayuda en esta etapa. La manipulación del material vendrá en una próxima etapa.
Ilustración 1. Balanza, Vela, Recipiente, Fosforo, Agua, Termómetro por cada grupo de 4 alumnos

Comentario
Los grupos tienen 40 minutos para definir su experimentación, generar el procedimiento en un papelografo y cada grupo lo presentara al resto de sus colegas.

La séptima etapa (Duración 45 minutos)
El Maestro entrega a los diferentes grupos el material que ellos mencionaron en su presentación. Si ellos consideran que no necesitan todo el material sino una parte, el Maestro no les hace ningún comentario. Los alumnos tendrán como 30 minutos para realizar su experimentación.

Una vez que experimentaron, se pide a cada representante de su grupo exponer sus resultados.

Comentario
El procedimiento correcto a seguir es lo siguiente:
Pesar la vela antes de prenderla.
Calentar el recipiente de agua con la vela.
Después de varios minutos (15 minutos) determinar la temperatura del agua con el termómetro.
Apagar la vela y pesarla de nuevo.



La relación que hemos hecho entre los dos sistemas es el peso de la vela (sistema 1) y la temperatura del agua (sistema 2).
La séptima consigna dada por el Maestro es la siguiente
El Maestro genera de nuevo un cuestionamiento para generar un camino de argumentación hacia la explicación de la relación causa-efecto: ¿Cómo lo interpretamos estos dos hechos?

Lluvia de ideas (5 minutos)
El Maestro organiza y facilita la conversación acerca de la relación entre pérdida de peso en la vela y la aumentación de la temperatura del agua. El objetivo es que los alumnos tienen capacidad a explicar que la energía de la vela se transmito al agua.

La octava etapa (Duración 15 minutos)
El maestro formaliza la experimentación en lenguaje matemática para ayudar los alumnos a determinar una ley. El mismo genera las diferentes variables de la ecuación.


Al final, el Maestro menciona la ley: "Se obtiene con 50 ml de agua, 15ºC de diferencia de temperatura y 0,38 gramos de diferencia de masa".
Comentario
Esta tarea permite al Maestro tocar un nuevo concepto que es la Caloría. Aquí, el Maestro retoma la ley anterior donde se dice que para subir de 15°C grados una cantidad de 50 ml de agua se necesita quemar 0,38 gramos de la vela.

La novena etapa (Duración 5 minutos)
El maestro planta una nueva pregunta :
¿Qué es una Caloría?