Sep191606 cie 8 guia part by Angelica Garrido Dominguez

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Guía del Participante

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Curso: EXPLORACIÓN Y CONOCIMIENTO DEL MUNDO NATURAL EN SEXTO GRADO DE PRIMARIA

El curso Exploración y Conocimiento del Mundo Natural en Sexto Grado de Primaria fue elaborado por la Universidad Nacional Autónoma de México en coordinación con la Dirección General de Formación Continua de Maestros en Servicio perteneciente a la Subsecretaría de Educación Básica de la Secretaría de Educación Pública. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

Dr. José Narro Robles Rector Dr. Sergio Alcocer Martínez de Castro Secretario General Dra. Rosaura Ruiz Gutiérrez Secretaria de Relaciones Institucionales

Dra. Rosaura Ruiz Gutiérrez

Mtro. Alonso Lujambio Irazábal Secretario de Educación Pública Mtro. José Fernando González Sánchez Subsecretaría de Educación Básica Lic. Leticia Gutiérrez Corona Dirección General de Formación Continua de Maestros en Servicio Coordinación general del proyecto Lic. Leticia Gutiérrez Corona

Dr. Alfredo Arnaud Bobadilla

Coordinación académica Dra. Jessica Baños Poo Dr. Jesús Polito Olvera Mtra. Ma. Teresa Vázquez Contreras

Autores Física Dra. María Luisa Marquina Fábrega Mtro. Raúl Arturo Espejel Morales Dr. José Luis Morán López Dr. Marco Antonio Martínez Negrete Mtro. Miguel Núñez Cabrera

Revisión académica Mtra. Ma. Teresa Vázquez Contreras Lic. Elda Susana Molina Ochoa

Química Dra. Kira Padilla Martínez M. en I. Cristina Rueda Alvarado M en D César Robles Haro M en C Patricia Huerta M en C Norma López Villa Biología Dr. Luis Felipe Jiménez García M en C Ma. Josefina Segura Gortares M en C María del Refugio Saldaña García M en C Silvia López Eslava Biol. Irene Quiroz Armenta Diseño de Portada LDG Ricardo Muciño Mendoza Este programa es de carácter público, no es patrocinado ni promovido por partido político alguno y sus recursos provienen de los impuestos que pagan los contribuyentes. Está prohibido el uso de este programa con fines políticos, electorales, de lucro y otros distintos a los establecidos. Quien haga uso indebido de los recursos de este programa deberá ser denunciado y sancionado de acuerdo con la ley aplicable y ante la autoridad competente.

D.R. © Secretaría de Educación Pública, 2009 Argentina 28, colonia Centro, 06020, México, D.F. ISBN En trámite

Exploración y Conocimiento del Mundo Natural en Sexto grado de primaria

Curso de Exploración y Conocimiento del Mundo Natural en sexto grado de primaria.

Nivel/modalidad Sexto grado regular e indígena. Destinatarios Maestros frente a grupo, Directivos escolares y Personal de apoyo técnico pedagógico. Duración: 40 horas. Propósito General Adquirir conocimientos, desarrollar habilidades y actitudes que permitan fomentar en los alumnos el pensamiento científico. Propósitos Específicos: • • • • • • •

Conocer, aplicar y valorar la propuesta metodológica: “Enseñanza de las Ciencias Naturales basada en el cuestionamiento y la investigación”. Reflexionar acerca de mi práctica docente. Contribuir a la formación en valores de los alumnos en cuanto a la toma de decisiones fundamentadas y responsables para el mejor aprovechamiento y consumo de la riqueza natural. Diseñar una secuencia didáctica en apoyo a un de su programa de estudios. Realizar la evaluación del portafolio. Realizar la autoevaluación y coevaluación del curso.

Perfil de ingreso Ser Maestro frente a grupo, Directivo escolar o Personal de apoyo técnico pedagógico en el área de Ciencias. Perfil de egreso Al término del curso, los maestros participantes: • Habrán adquirido conocimientos, desarrollado habilidades y actitudes

Exploración y Conocimiento del Mundo Natural en Sexto grado de primaria

que les permitan fomentar en sus alumnos el pensamiento científico. • Conocerán y aplicarán la propuesta metodológica: “Enseñanza de las Ciencias Naturales basada en el cuestionamiento y la investigación”. • Promoverán la innovación y el uso de diversos recursos didácticos en el aula para estimular ambientes que propicien la curiosidad y el gusto por el conocimiento. • Trabajarán en forma colaborativa en el desarrollo de proyectos de innovación e investigación educativa. • Utilizarán las tecnologías de la información y la comunicación para contribuir en su

formación profesional y en los procesos de

enseñanza y aprendizaje de los alumnos. Organización de Curso El curso está organizado por 10 sesiones de 4 horas cada una, distribuidas de la siguiente manera: Temario: Sesión 1. Propuesta metodológica Enseñanza de las Ciencias Naturales Basada en el Cuestionamiento y la Investigación. Sesión 2. ¿Cómo Somos los Seres Vivos? Sesión 3. Materiales y Contaminación Sesión 4. Relaciones de los Seres Vivos I Sesión 5. Relaciones de los Seres Vivos II Sesión 6. Formación de Imágenes Sesión 7. Relaciones de los Seres Vivos III Sesión 8. Materiales y Reciclaje Sesión 9. Mediciones Indirectas

Exploración y Conocimiento del Mundo Natural en Sexto grado de primaria

Sesión 10. Taller y Evaluación

Criterios de Evaluación general: La asistencia, puntualidad y participación en las sesiones se valorará con los productos de las actividades de cada sesión. Lo anterior es requisito indispensable para ser sujetos de evaluación, de acuerdo a lo siguiente:   

Portafolio de evidencias (30%).

Diseño y elaboración de una Secuencia Didáctica por equipo (50%). Rúbricas de evaluación de portafolio, autoevelaución y coevaluación (20%).

Criterios Acreditar mediante un proceso formal de evaluación entre el 90 y el 100% del cumplimiento de los objetivos y del dominio de los contenidos del curso. Acreditar mediante un proceso formal de evaluación entre el 75 y el 89% del cumplimiento de los objetivos y del dominio de los contenidos del curso. Acreditar mediante un proceso formal de evaluación entre el 60 y el 74% del cumplimiento de los objetivos y del dominio de los contenidos del curso.

Puntaje

5 puntos

4 puntos

3 puntos

Perfil de los Instructores o Asesores •

Asesores Técnicos Pedagógicos o docentes frente a grupo que hayan acreditado este curso y/o que cuenten con algún diplomado en Enseñanza de las Ciencias.

Procedimiento formal de evaluación: •

Portafolio que incluye 10 evidencias, una por sesión.

Modalidad Educativa de Trabajo •

Presencial.

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Proceso de Acreditación •

La calificación mínima aprobatoria es 8 (en la escala de 1 a 10) y el 90% de asistencia.

Número de Participantes •

20 participantes por grupo.

Institución de procedencia •

Universidad Nacional Autónoma de México

Fundamentación El nuevo programa de educación primaria entró en vigor a partir del ciclo escolar 2009. Paralelamente la SEP ha puesto en marcha un programa de formación docente para contribuir en el desarrollo de competencias, procurando proporcionar oportunidades y experiencias de aprendizaje significativo para todos los alumnos, actualmente la UNAM ha realizado una propuesta para contribuir a esta tarea académica. La educación básica interviene en el desarrollo intelectual en el que los niños son muy sensibles a los aprendizajes fundamentales y permite el paso de su ambiente familiar a uno de mayor diversidad y con nuevas exigencias. Los niños de esta edad escolar tienen un periodo de intenso aprendizaje y desarrollo en el cual las interacciones con otros niños y adultos desempeñan un papel clave. Al participar en diversas experiencias sociales ya sea en la familia o en otros espacios, los pequeños adquieren y desarrollan competencias 1 que les permiten actuar cada vez con mayor autonomía y continuar su propio aprendizaje acerca del mundo que les rodea. El contacto con el mundo natural y las oportunidades para su exploración, la posibilidad de observar y manipular objetos y materiales de uso cotidiano, permiten a los pequeños ampliar su conocimiento concreto acerca del mundo que les rodea y también desarrollar sus capacidades cognitivas: observar, formularse preguntas, poner a prueba sus ideas previas, deducir o generalizar explicaciones –o conclusiones– a partir de una experiencia, reformular sus explicaciones o hipótesis previas; en suma, aprender a construir sus propios conocimientos. De este modo la educación básica, además de preparar a los niños para una trayectoria exitosa en su desarrollo educativo posterior, puede ejercer una influencia duradera en su vida personal y social. 1

Por competencias entendemos la adquisición de conocimientos fundamentales, el desarrollo de habilidades y actitudes.

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Tomando en cuenta que el programa de educación básica está centrado en competencias que implican el conjunto de propósitos fundamentales a cumplir y que estas competencias se han agrupado en campos formativos, se considera importante que los docentes cuenten con una actualización en el área de Ciencias Naturales y su didáctica.

Introducción Para toda institución es indispensable dar prioridad a elevar la calidad de su personal, pues de ello depende su competitividad y su productividad; sin embargo, a pesar de que la formación y actualización de los profesores aparecen siempre en los programas sectoriales de la Secretaría de Educación Pública (SEP) desde hace más de veinte años, la información que arrojan los resultados del Programa para la Evaluación Internacional de los estudiantes (PISA, por sus siglas en inglés) nos indican que no se han encontrado todavía soluciones satisfactorias. En este sentido, en los resultados de PISA 2006 se comenta que México es un caso de interés ya que los estudiantes mexicanos contestan de forma relativamente correcta las preguntas relacionadas con ciencias en donde tienen que identificar temas científicos; sin embargo, les es muy difícil hacer uso de evidencias experimentales y tienen muchas dificultades para analizar datos y experimentos. (documento 39723468 de PISA 2006). Esto es en el caso de secundaria, para primaria los resultados de la Evaluación Nacional del Logro Académico en Centros Escolares (ENLACE) muestran que, a pesar de los diferentes mecanismos utilizados para promover la implementación de la RIEB, los alumnos aún no mejoran en su desempeño en pruebas estandarizadas. Por ejemplo, para el caso de español el 68.5% de la población estudiantil obtiene calificaciones de insuficientes a elementales y en el caso de la materia de ciencias naturales, los resultados de la prueba aplicada en el año de 2008 a los grados de 3º a 6º indican que el 79% de la población se encuentra en la misma situación. Más preocupante es el caso de las escuelas comunitarias e indígenas, cuya población calificada con conocimientos insuficientes fue de más del 60%. Es importante reflexionar que, si se desea obtener buenos resultados tanto en ENLACE como en PISA, no es suficiente hacer reformas en los programas y planes de estudio sino que se debe fortalecer el sistema de formación continua para los docentes. En este sentido, cabe aclarar que los docentes de nivel básico (sobre todo aquellos que imparten a nivel preescolar y primaria) deben tener una formación interdisciplinaria continua en ciencias. Perera (2004) comenta que “hasta hoy no se ha prestado suficiente atención al análisis e introducción en la práctica de la interdisciplinariedad en la enseñanza-aprendizaje de las ciencias y quizás menos aún en la preparación y superación de los profesores”. Es por ello que consideramos fundamental que este proceso se inicie haciendo hincapié en que es fundamental tener conocimiento tanto de la disciplina como de su didáctica, no es suficiente ni la una por sí misma ni la otra.

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El problema de la formación docente no es menor si consideramos que en una visión a largo plazo, ésta no sólo se relaciona con la educación, sino que se constituye como el mecanismo fundamental para re-oxigenar el sistema educativo (Latapí, 2003). Los docentes deben ser la vía por la que el sistema renueve sus prácticas, cuestione sus tradiciones, acepte nuevas visiones teóricas, se abra al conocimiento y por tanto se revitalice (Latapí, 2003). En su artículo sobre ¿cómo aprenden los maestros? Pablo Latapí Sarre (2003) hace un análisis de aquellos aspectos que se deben cambiar en la formación inicial docente, entre ellos remarca los siguientes:  Los sistemas de formación inicial no han atendido, por décadas, a los requisitos de ingreso de los estudiantes, principalmente al elemento relacionado con la “vocación” del candidato.  Se señala también la incapacidad del curriculum para proporcionar una formación humana integral y de verdadera calidad, que desarrolle las destrezas intelectuales básicas –de análisis, síntesis, relación, inferencia, comunicación, etcétera–, los valores, la autoestima, la madurez emocional y las relaciones interpersonales  Y finalmente se critica la endogamia de la formación docente, que produce una estrechez mental y cerrazón defensiva a los conocimientos de otros campos disciplinarios; una especie de blindaje a aprender cosas diferentes, y una peculiar forma mental que privilegia el cumplimiento de lo prescrito y busca la seguridad en la ejecución de recetas, sin recurso a la reinterpretación significativa de lo que se ordena La formación docente es, por tanto, uno de los desafíos contemporáneos más críticos del desarrollo educativo, e implica un profundo replanteamiento del modelo convencional de formación de los maestros en el marco de una revitalización general de la profesión docente. El nuevo perfil del docente es la base de una reforma educativa; un docente que no sólo imparta conocimientos, sino que acompañe y ayude al alumno a encontrarlos, organizarlos y manejarlos. (Vaillant, 2002). La propuesta de formación y actualización en ciencias, basada en la enseñanza de la ciencia mediante su práctica en los salones de clase (Renner y otros, 1973 y Pollen 2006), busca contribuir en la preparación de los profesores de educación básica para el cumplimiento del objetivo del Programa de Ciencias de 2006: “la consolidación científica básica que permita una mejor comprensión de los conocimientos de la ciencia; aplicaciones del conocimiento científico en situaciones reales y simuladas; habilidades y estrategias para la construcción de los conocimientos escolares; resolución de situaciones problemáticas de interés personal y social mediante la aplicación de habilidades y conocimientos científicos; acercamiento inicial al campo de la tecnología, destacando sus interacciones con la ciencia y la sociedad; cuestiones socio-económico-políticas y ético-morales relacionadas con la ciencia; historia y desarrollo de la ciencia; estudio de la naturaleza de la ciencia y la práctica científica (papel y estatus de la teoría científica y de las actividades de la comunidad científica) (SEP, Reforma de la Educación Secundaria. Fundamentación Curricular. Ciencias, 2006)”. En este sentido se busca que el docente se convierta en una guía para que los estudiantes construyan su

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propio conocimiento y, paralelamente a este proceso, desarrolle habilidades, actitudes y valores que le permitan desarrollar las competencias adecuadas a su nivel educativo. Este curso ha sido diseñado para contribuir a la formación docente en dos sentidos fundamentales: formación disciplinar y formación en la didáctica de la disciplina. Estas dos ideas fundamentales que, como docentes, no pueden ser la una sin la otra. También es importante recordar que la formación disciplinar es un proceso largo y continuo que, en el caso de los profesores de básica, se debe pensar como un aprendizaje interdisciplinar. Bibliografía. • •

• • • • • •

Latapí, P. (2003) ¿Cómo aprenden los maestros? Conferencia magistral en el XXXV aniversario de la Escuela Normal Superior del Estado de México. Cuadernos de Discusión No. 6. SEP. 27 pp. Perera, F. (2004) La formación interdisciplinaria de los profesores: una necesidad del proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias. En Didáctica de las Ciencias: Nuevas Perspectivas. Colectivo de autores IPLAC, Ed. Pueblo y Educación, La Habana, Cuba. Págs. 368-381. PISA (2006), Science Competencies for Tomorrow’s World.No media or wire transmission before 4 December 2007, 10:00 Paris time. Briefing note for Mexico. Pollen, (2006) Ciudades Semilla para la Ciencia, Europa, (www.pollen-europa.net). Renner, J.W., D.G. Stafford and W.B. Ragan (1973) Teaching Science in the Elementary School. Harper & Row. SEP (2007), Ciencias. Educación básica. Secundaria. Programas de estudio 2006, México, SEP. Vaillant, D. (2002) Formación de Formadores. Estado de la Práctica. PREAL No. 25. 42 pp. Consejo Consultivo Interinstitucional de Ciencias. Comisión de formación docente. La formación de profesores. El mayor problema educativo en la enseñanza de las ciencias en la educación básica en México. Ciencias. Formación Docente.pdf.

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Sesión 1. Título: Propuesta Metodológica. “Enseñanza de las Ciencias Naturales Basada en la Cuestionamiento y la Investigación” (ECNBCI) Introducción: En esta sesión se presentan las características generales de la propuesta metodológica, que consiste en enseñar la ciencia a partir de la práctica, esto se traduce en convertir el aula en un laboratorio para atender problemas derivados del entorno y desarrollar investigaciones al nivel del desarrollo cognitivo de los alumnos. Propósito de la sesión Conocer, aplicar y valorar la propuesta metodológica: “Enseñanza de las Ciencias Naturales Basada en la Cuestionamiento y la Investigación”. Material

    

Material didáctico: Regla de plástico, lápiz (con perfil hexagonal) 10 monedas de cinco pesos. Vela Plato pequeño

Actividades: Actividad 1: Taller de introducción a la metodología ECNBCI. El coordinador presentará una serie de actividades que incluyen observación, elaboración de preguntas, discusión y argumentación. Desarrollo •

•

En equipos de 3 o 4 integrantes realizar el siguiente experimento, es muy importante que registren por escrito todo lo que observan. Colocar la vela en el plato y agregar agua sin que tape el pabilo. Encender la vela. Cuando la llama se estabilice, cubrir con el frasco. Si es posible filmar el experimento por si los docentes manifiestan su interés por volver a verlo, esto sea posible. En caso contrario repetir la actividad por dos veces más. Seleccionar de entre sus registros dos o tres hechos que les parezcan relevantes.

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• •

•

Pedir que escriban TODAS las preguntas que les surjan sobre el fenómeno que observaron. Es importante hacer énfasis en las preguntas y no plantear explicaciones de lo que ocurre. Iniciar una discusión grupal sobre las preguntas que los docentes plantearon, así como en aquellos hechos que les motivaron para formularlas. De ser posible escribirlas en el pizarrón o en la computadora para que sean proyectadas y de esta forma estén visibles para todo el grupo. Leer cuidadosamente la siguiente tabla y clasificar las preguntas atendiendo las características que se mencionan en el siguiente cuadro: Características de las preguntas

Cerradas Se contestan en una o dos palabras y la respuesta está en una determinada página de un libro o un cuaderno de apuntes

Semi La pregunta generalmente requiere una o dos oraciones para ser contestada. La respuesta no está en un lugar determinado de un libro o de un cuaderno de apuntes. Algunas veces se requiere desarrollar una pequeña investigación para contestarla. La respuesta es correcta o La respuesta puede ser equivocada correcta si está bien explicada, pero también puede estar equivocada.

Abiertas Para ser contestada, la pregunta requiere al menos de un párrafo. La respuesta no se encuentra en un solo libro y muchas veces es necesario desarrollar una pequeña investigación para contestarla.

La respuesta es correcta si esta de acuerdo con la información mostrada en los libros y/o cuadernos de apuntes y además esta bien explicada

Generalmente empiezan con Generalmente empieza con Generalmente empiezan con QUÉ, DÓNDE o CUÁNDO POR QUÉ o QUÉ PASARIA SI CÓMO. • •

•

Analizar a nivel grupal las preguntas y cómo fueron clasificadas por los equipos y si la clasificación es acertada o si quedaría mejor en otra categoría. Elaborar una tabla para cuantificar las preguntas de acuerdo con la clasificación que corresponda. Explicar por qué hay mayor número de una clasificación que de otra. Identificar cuál es la tendencia en cada equipo y motivar a la reflexión por equipo sobre las implicaciones de esto en las actividades de enseñanza aprendizaje. Una vez que se ha discutido la clasificación de las preguntas (si es posible, tratar de contestar aquellas que sean cerradas), elegir una pregunta abierta o semiabierta y proponer una estrategia de aprendizaje para contestarla. Identificar cuáles de las preguntas formuladas pueden contestarse con investigación documental, y cuáles pueden contestarse mediante actividades experimentales, así como las razones

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• • • • • •

para hacerlo de una u otra forma. Esta estrategia de aprendizaje puede ser experimental o de investigación bibliográfica. Discutir a nivel grupal las estrategias que surjan sobre las preguntas seleccionadas haciendo un análisis sobre la viabilidad de la estrategia y si con ella se podría contestar o no la pregunta. Si la estrategia no conduce a responder la pregunta proponer los cambios necesarios, plantear la posibilidad de cambiarla de manera que sea viable. Identificar qué preguntas pueden aportar más herramientas para que los alumnos construyan competencias que les permitan aprender de manera autónoma. Exponer brevemente el tema: ¿Cómo se genera el conocimiento científico? Discutir qué relación existe entre lo que se hizo y el trabajo desarrollado por los científicos. Reflexionar si es posible que los alumnos de Educación primaria realicen investigaciones tipo trabajo científico en la escuela. En equipos analizar la figura 2 y tratar de ubicar cada nivel de estrategia para los diferentes niveles de estudio. Generar una discusión grupal sobre la caracterización de las actividades.

Figura 2.

Caracterización de las actividades de laboratorio y de campo Nivel

Problema

Desarrollo

Respuesta

Definido

Abierta

Definido

Abierta

En este proceso es importante discutir en qué consiste un ciclo de investigación (ver figura 1) y cómo se pueden estructurar las actividades de acuerdo con el desarrollo cognitivo de los alumnos. En este sentido, las preguntas se van adaptando a las

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características de cada niño, aunque conviene que el trabajo se haga en grupos pequeños. Algo que debe quedar muy claro es la elaboración de estrategias de aprendizaje que los docentes deben fomentar para que los alumnos generen sus propias preguntas y propongan alternativas de respuestas. Los niños deben pasar de preguntas semiabiertas, en pre-escolar, hasta poder plantear preguntas abiertas en sexto de primaria y secundaria. En este sentido se debe buscar que los alumnos alcancen a responderlas de manera que faciliten la reflexión de los fenómenos con los que tienen contacto diariamente. El avance en el nivel de complejidad de preguntas, conforme se avanza en el grado escolar, implica una búsqueda viable de respuestas a través de experimentos simples y motivadores que conllevan a la autorreflexión de los estudiantes, ya no sólo sobre el fenómeno sino sobre el proceso, sobre el análisis de las respuestas y la lógica de las mismas. Figura 1.

Diagrama de un ciclo de investigación Problema

Cuerpo de conocimientos

Hipótesis

Planificación y realización de experimentos

interpretación

Nuevos problemas

Tabla 1. Planificación y diseño

Realización

Regularidades Leyes

comunicación

1.1 Fórmula una pregunta o problema que se ha de investigar 1.2 Predice los resultados experimentales 1.3 Formula una hipótesis que se han de comprobar 1.4 Diseña el método de observación y medida 1.5 Diseña un experimento 1.6 Prepara los instrumentos necesarios 2.1 Realiza observaciones y medidas 2.2 Utiliza aparatos, aplica técnicas 2.3 Consigna los resultados y describe las observaciones 2.4 Realiza cálculos numéricos

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Análisis e interpretación

Aplicaciones

Evaluación Materiales   

2.5 Explica o toma decisiones sobre una técnica experimental 2.6 Trabaja según su propia planificación 2.7 Supera sólo los obstáculos y dificultades 2.8 Coopera con los compañeros 2.9 Mantiene el laboratorio ordenado y utiliza las normas de seguridad 3.1 Recoge los resultados en formularios normalizados 3.2 Aprecia relaciones, interpreta los datos, saca conclusiones 3.3 Determina la exactitud de los datos experimentales 3.4 Analiza las limitaciones y/o suposiciones inherentes al experimento 3.5 Formula o propone una generalización o modelo 3.6 Explica los descubrimientos realizados y los relaciona 3.7 Formula nuevas preguntas o redefine el problema a partir de los resultados 4.1 Realiza predicciones basándose en los resultados de la investigación 4.2 Formula hipótesis basadas en los resultados de la investigación 4.3 Aplica las técnicas experimentales a un nuevo problema 4.4 Sugiere ideas o posibilidades para continuar la investigación

Hierro molido y azufre (en polvo o en granalla) Pedazo de papel Magneto

Para llevar a cabo la evaluación, en equipos realizar el siguiente experimento: Coloca el azufre y el hierro metálico (en polvo o en granalla) sobre un pedazo de papel y se pasará un magneto por debajo. Planteen una pregunta sobre el fenómeno observado acorde al nivel que enseñan y diseñen una estrategia didáctica que realizarían con su grupo para contestarla.

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Actividad 2: Máquinas Simples. Introducción. En esta actividad se plantean las bases para inferir en el funcionamiento de máquinas simples que existen en el entorno, que ayudan a levantar objetos pesados aplicando una fuerza de menor magnitud, como sucede con algunas herramientas: carretillas, palas, gatos mecánicos, etc. y juegos de parque como el “sube y baja”. Propósito de la actividad. • Comprender el funcionamiento de algunas máquinas simples, para diseñar estrategias de aprendizaje adecuadas para abordar este tema con sus alumnos. Desarrollo. •

El coordinador plantea una discusión para seleccionar preguntas generadoras que, relacionadas con su entorno, permitan abordar el tema de las máquinas simples.

•

Seleccionar, con la dinámica adecuada, aquellas que pueden dar lugar al desarrollo de un experimento. Esencialmente se buscan preguntas como la siguiente: ¿Cómo levantaría un objeto pesado con poco esfuerzo?

•

De manera individual llevar un registro escrito de todo el proceso de investigación que empieza con las preguntas generadoras y culmina con el diseño y construcción de los diferentes dispositivos.

•

Citar ejemplos de aparatos que ayudan a levantar objetos pesados, como gatos mecánicos, palas, sube y baja, etc. En discusión grupal, comentar la siguiente pregunta: ¿Qué tienen en común estos aparatos?

•

Imaginar como levantaban los bloques de piedra los mayas para construir las pirámides.

•

Para esta actividad necesitamos una regla y un lápiz. Organizar equipos de dos participantes para construir una balanza con la regla sobre el lápiz y reflexionar en torno a la siguiente pregunta: ¿Cómo es posible, sin mover el punto de apoyo… • • • • • • •

Equilibrar 2 monedas de un lado de la balanza empleando una del otro lado. Equilibrar 3 monedas de un lado de la balanza empleando una del otro lado. Equilibrar 4 monedas de un lado de la balanza empleando una del otro lado. Equilibrar 5 monedas de un lado de la balanza empleando una del otro lado. Equilibrar 2 monedas de un lado de la balanza empleando 5 del otro lado. Equilibrar 3 monedas de un lado de la balanza empleando 4 del otro lado. Equilibrar 4 monedas de un lado de la balanza empleando 3 del otro lado.

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• •

Discutir cómo lo lograron y repetir la experiencia anterior elaborando la siguiente tabla:

Número de monedas

•

Equilibrar 5 monedas de un lado de la balanza empleando 2 del otro lado.

LADO IZQUIERDO Producto del Distancia al número de punto de monedas por apoyo la distancia

Número de monedas

LADO DERECHO Distancia al punto de apoyo

Producto del número de monedas por la distancia

Con los datos recabados en la tabla, elaborar una hipótesis acerca de las condiciones de equilibrio. Discutir las propuestas sobre cómo aplicar la experiencia anterior para levantar objetos pesados.

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Productos Sesión 1 • •

Registro escrito de la Actividad Máquinas simples. Estrategia de aprendizaje para que los alumnos generen preguntas.

Bibliografía •

“Teaching science in the elementary school”, (1973) J.W. Renner, D.G. Stafford, W.B. Ragan, Universidad de Oklahoma

•

“Pollen, (2006) “Ciudades Semilla para la Ciencia”, Europa, (www.pollen-europa.net)

•

Chamizo, J. A., Hernández, G. (2000). Evaluación de los aprendizajes Cuarta y última parte Construcción de preguntas, la Ve epistemológica y examen ecléctico personalizado. Educación Química. 11(1). 182-187

•

Chamizo, J. A., Izquierdo, M. (2007). Evaluación de competencias de pensamiento científico. Alambique, didáctica de las ciencias experimentales.51. 9-19

•

Del Carmen, L. (2004). Los trabajos prácticos. Antología de la Enseñanza Experimental, José Antonio Chamizo (compilador). Facultad de Química, UNAM, 4965

•

Hofstein, A., Lunetta, V. N. (1982). The role of the laboratory in science teaching: Neglected aspects of research. Review of Educational Research, 52, 201-207

•

Izquierdo, M., Sanmartí, N., Espinet, M. (1999). Fundamentación y diseño de las prácticas escolares de ciencias experimentales. Enseñanza de las Ciencias, 17 (1), 45-59

Anexo Texto para profundizar en el tema Maquinas Simples Se denominan máquinas simples a ciertos dispositivos que se utilizan para transformar una fuerza en otra que nos resulte útil. Las primeras máquinas simples eran sencillos sistemas que facilitaron las labores del ser humano. La rueda, la palanca, las poleas, el tornillo, el plano inclinado, el torno y la cuña son algunas máquinas simples. La palanca y el plano inclinado son las más simples de todas ellas.

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En general, las maquinas simples son usadas para multiplicar la fuerza o cambiar su dirección, para que el trabajo resulte más sencillo y conveniente.

Algunos ejemplos de máquinas simples Palanca Una palanca es, en general, una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo llamado punto de apoyo o fulcro. La fuerza que se aplica se suele denominar fuerza aplicada y la fuerza que se vence se denomina fuerza resistente o carga.

El funcionamiento de la palanca se basa en que, en situación de equilibrio, las torcas (el producto de la fuerza por la distancia del punto de apoyo al punto de aplicación de la fuerza), a un lado y otro del punto de apoyo, son equivalentes. Polea La polea sirve para elevar pesos a una cierta altura. Consiste en una rueda por la que pasa una cuerda a la que en uno de sus extremos se fija una carga, que se eleva aplicando una fuerza al otro extremo. Su función es doble, puede disminuir una fuerza, aplicando una menor, o simplemente cambiar la dirección de la fuerza. Si consta de más de una rueda, la polea amplifica la fuerza. Se usa, por ejemplo, para subir objetos a los edificios o sacar agua de los pozos. Las poleas pueden presentarse de varias maneras: Polea fija: solo cambia la dirección de la fuerza. La polea está fija a una superficie.

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Polea móvil: se mueve junto con el peso, disminuye el esfuerzo al 50%.

Rueda La máquina simple más importante que se conoce, no se sabe quién y cuándo la descubrió o inventó; sin embargo, desde que el hombre utilizó la rueda la tecnología avanzó rápidamente, podemos decir que a nuestro alrededor siempre está presente algún objeto o situación relacionada con la rueda. Plano inclinado El plano inclinado permite levantar una carga mediante una rampa o pendiente. Esta máquina simple descompone la fuerza del peso en dos componentes: la normal (que soporta el plano inclinado) y la paralela al plano (que compensa la fuerza aplicada). De esta manera, el esfuerzo necesario para levantar la carga es menor y, dependiendo de la inclinación de la rampa, la ventaja mecánica es muy considerable.

Cuña Se forma por dos planos inclinados opuestos, las conocemos comúnmente como punta, su función principal es introducirse en una superficie, como la flecha, hacha, navaja, desarmador, cuchillo. Manivela o torno

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Máquina simple constituida por un cilindro en donde al enredar una cuerda o cadena, se hace girar por medio de una barra rígida doblada en dos ángulos rectos opuestos, en ellos se hará un menor esfuerzo entre más grande sea el diámetro. Ejemplos: grúa, pedal de bicicleta, manija, taladro manual.

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Sesión 2. Título: ¿Cómo son los seres vivos? Introducción. En esta sesión se trabajan contenidos que introducen al profesor en el estudio de la biología, se revisan las premisas que permiten identificar a esta disciplina como una ciencia, que tiene un objeto de estudio y una metodología formal para el estudio de los seres vivos. Una herramienta de gran importancia para el estudio de las características de los seres vivos son los niveles de organización de la materia viva, por ello se incluyen como parte esencial de los contenidos a tratar. Hoy sabemos que todos los seres vivos están formados por células, un hecho que llevó a la construcción de la teoría celular y una idea central que ayudó a consolidar a la biología como una ciencia. Por eso, en la segunda parte de la sesión se hace énfasis en algunas características de la célula, como unidad de vida. El conocimiento y manejo de estos primeros conceptos biológicos, son básicos para entender y explicar el funcionamiento de órganos y sistemas encargados de tareas fundamentales e inherentes a los seres vivos, incluido el ser humano, como la nutrición, la coordinación, la defensa y la reproducción. Temas y subtemas. La biología como ciencia • ¿Qué es la biología? • Características de los seres vivos • ¿Cómo se encuentra organizada la materia viva? Célula •Definición •Tipos celulares •Características de células procariontes y eucariontes. •Estructura celular Propósito de la sesión • Identificar los conceptos fundamentales acerca de los seres y vivos y de la biología de la célula, que tienen relación con los contenidos de sus programas de estudio.

Materiales Video proyector. Computadora. Esquemas para actividades. Hojas de papel bond tipo rotafolio.

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- Marcadores para hojas bond. - Marcadores para pizarrón blanco. Actividades Actividad 1 Exploración de conocimientos previos. •

En discusión grupal, abordar las siguientes preguntas: • •

•

¿Por qué la biología es una ciencia? ¿Qué características definen a un ser vivo? Tomar nota de las respuestas comentadas.

Actividad 2. De manera individual realizar la lectura de los documentos: “La biología como ciencia” y “Características de los seres vivos” (Anexos 1 y 2) e identificar las características que tiene la biología como disciplina científica, así como los criterios que definen a los seres vivos. • En discusión grupal contrastar las lecturas revisadas con las respuestas vertidas en la exploración de conocimientos previos, con la finalidad de incorporar nuevos contenidos. Actividad 3. Niveles de organización de la materia viva. Hay que reconocer que la materia viva se organiza en niveles crecientes de complejidad y que conforme se avanza en esta complejidad, estos niveles adquieren nuevas propiedades con respecto al nivel anterior y que se conocen como propiedades emergentes. • Para esta actividad se sugiere conformar equipos de 4 o 5 personas para revisar el siguiente cuadro y jerarquizar los niveles de organización que las imágenes representan, colocar en la columna 1 el número que corresponda en este orden creciente y en la columna 4, dentro de los paréntesis, las letras que identifiquen como propiedades de cada nivel. Considera la posibilidad de no llenar todos los paréntesis y de posibles repeticiones.

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a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q) r) s)

Tasa de natalidad Curva de crecimiento Proporción de sexos Interacciones interespecíficas Organelos Átomos Composición química Flujo de energía Tasa de fecundidad Ciclo de vida Patrón de dispersión Redes alimentarias Tipo de reproducción Diferenciación celular Niveles tróficos Factores abióticos Membrana Uniones celulares Riqueza de especies

Individuo

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Célula

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Ecosistema

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Comunidad

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Molécula

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Población

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

Tejido

( ( (

) ( ) ( ) (

) ) )

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• Al finalizar el ejercicio, realizar una discusión grupal en la que se comparen las soluciones de los distintos equipos y con la guía del coordinador aclarar dudas sobre la conceptualización de los niveles de organización, sus propiedades emergentes (las que sólo son propias de un nivel específico) y su importancia como herramienta de estudio de los seres vivos, entre cuyas características básicas está su complejidad como sistemas. Actividad 4. Presentación: La célula y su estructura Considerando que se trata de un contenido en el que se pretende profundizar, se sugiere una presentación con apoyo de imágenes, con los distintos tipos celulares y su importancia como unidad de estructura y función de los seres vivos. • •

Se incluye en el anexo 3 un ejemplo de presentación, que será expuesta por el coordinador, la cual abarca los contenidos a revisar en esta sesión y que indica una secuencia adecuada de los mismos. Al término de la presentación, de manera individual elaborar dos esquemas que representen los dos tipos básicos de células y que completen el siguiente cuadro: COMPARANDO TIPOS CELULARES

Organelo

Pared celular

Célula procarionte autótrofa



Célula procarionte heterótrofa



Célula eucarionte autótrofa (“vegetal”)

Célula eucarionte heterótrofa (“animal”)



Membrana celular Citoplasma Material genético Membrana nuclear Retículo endoplásmico Ribosomas Aparato de Golgi Vacuolas Cloroplastos Mitocondrias Nucleolo Lisosomas Peroxisomas

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• En discusión grupal comentar el llenado de este cuadro en función de los propósitos siguientes: a) evidenciar que las diferencias entre tipos celulares son importantes cuando hablamos de eucariontes y procariontes, pero no así cuando nos referimos a las llamadas “célula vegetal” y “célula animal”, ambas eucariontes y b) establecer que una célula por sencilla que parezca tiene una estructura compleja que responde a la gran variedad de funciones que realiza. Acordar una conclusión general. Actividad 5. Integración de conocimientos. Crucigrama “Célula” •

Con la finalidad de recuperar los conceptos tratados en la actividad 4, resolver el siguiente crucigrama:

3 4

5 6

HORIZONTALES 1. Organelo en donde se lleva a cabo a fotosíntesis. 2. Célula que carecen de núcleo. 3. Tipo de células que presentan hongos, protozoos, plantas y animales. 4. Organelos encargados de la síntesis de proteínas. 5. Está constituida principalmente por una bicapa de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos. 6. Unidad funcional, metabólica y reproductiva de los seres vivos.

VERTICALES 1. Estructura de proteínas, le da soporte y movimiento a las células 2. Organelo encargado de la respiración celular. 3. Contiene la información genética de la célula eucarionte. (escribir invertido) 4. Los lisosomas se originan del sistema de…

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Actividad 6. Diseño de una actividad didáctica •

Con el fin de verificar el aprendizaje de los profesores realizar el diseño, nivel de bosquejo, de una actividad didáctica, con el tema “Todos los seres vivos estamos construidos a partir de células”, en la cual se evidencie el uso adecuado de los conceptos tratados en esta sesión.

•

En el anexo 4, se incluye una propuesta de rúbrica para la evaluación de este producto. Productos

• • • • • • • •

Reflexión escrita sobre el carácter científico de la biología Mapa mental sobre características de los seres vivos. Ejercicio resuelto sobre niveles de organización Reflexión escrita sobre lo que aprendimos sobre los niveles de organización y las propiedades emergentes. Llenado de tabla comparativa de tipos celulares Elaboración de dos esquemas que representen los dos tipos básicos de célula: procarionte y eucarionte y su estructura básica. Resolución del crucigrama “Célula”. Diseño de la estrategia didáctica con el tema “Todos los seres vivos estamos construido a partir de células”

A. Anexos: Documentos para lectura Anexo 1 al 4. Presentación electrónica. Rúbrica para evaluación de actividad didáctica diseñada

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Sesión 3. Título. Materiales y Contaminación ¿Por qué se genera el calentamiento global? Introducción: A menudo hay confusión en los alumnos acerca del papel del hombre en el cambio del entorno. La extinción de especies, el agujero de ozono o el calentamiento global son algunos de esos “monstruos de closet” sobre los cuales es difícil obtener evidencias que los alumnos construyan competencias que les permitan actuar de manera responsable en el uso de los recursos. Una de las grandes dificultades que se origina en el estudio del dióxido de carbono (CO2)son sus propiedades físicas, ya que es un gas incoloro y prácticamente inodoro, por lo que se vuelve indispensable la construcción de modelos de explicación para entender aquellos fenómenos en donde este gas se ve involucrado. Es por ello que las siguientes actividades tienen como propósito desarrollar un portafolio de evidencias para que los alumnos, al mismo tiempo que aprenden conceptos de ciencias, utilicen estos para argumentar sobre las decisiones que toman de manera cotidiana, y sean capaces de asumir una posición crítica con respecto al uso de bienes y servicios. Propósitos: • Construir con los alumnos un portafolio de evidencias para reconocer la importancia del dióxido de carbono (CO2) en nuestra vida cotidiana y su relación con el cambio climático. • Disponer de herramientas experimentales y de actividades prácticas para identificar al dióxido de carbono, así como reconocer su presencia en el aliento, algunos refrescos, etc., sus características y su influencia en el clima. • Reconocer que el aire es una mezcla de materiales a pesar de ser aparentemente inobservable. • Identificar un modelo de explicación para explicar fenómenos relacionados con el dióxido de carbono y lo extrapole a otros eventos. Materiales Actividad 1: ¿Qué hay igual y qué es diferente? • Agua de cal • Globos • Popotes • Vasos de plástico o de vidrio transparentes. (3 por equipo) • Bomba para inflar globos, o una bolsa de plástico • Botella de Agua carbonatada o refresco con gas Actividad 2: Un equipo para medir temperatura de manera indirecta

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• Dos botellas de vidrio (600 mL) transparentes y del mismo tipo y con taparrosca. • Pistola de silicón o pegamento de contacto • 50 cm de manguera de plástico de 0.5 cm de diámetro interno, transparente • Colorante vegetal rojo • Colorante vegeta verde • Agua caliente • Agua fría Actividad 3: ¿Cómo influye el dióxido de carbono en mi entorno? • Bicarbonato de sodio • Vinagre • sal • Cronómetro • Lámpara de 100 watts Actividades Actividad 1: ¿Qué hay igual y qué es diferente? Desarrollo: • •

Organizar equipos de 3 a 5 participantes. Realizar el siguiente experimento: o Llenar hasta la cuarta parte los vasos con agua de cal. o Si el equipo es de 3 participantes, distribuir las siguientes indicaciones: Uno infla un globo, otro infla un segundo globo hasta alcanzar el mismo volumen que el que tiene aire, y el tercer participante llena un tercer globo con el gas de un refresco. Doblar las bocas de los globos sin hacerles nudo. o Colocar un popote a cada globo por la boquilla, evitando que escape el aire contenido en cada globo. o Por cada globo con aire introducir el extremo libre del popote que tienen en la boquilla a uno de los vasos con agua de cal. o Dejar escapar el aire suavemente de manera que burbujee el gas de los globos en el agua de cal. Hacer que, en la medida de lo posible, el burbujeo dure lo mismo en los tres vasos. o Observar cuidadosamente lo que ocurre con cada globo y realizar la descripción de lo que ocurre en cada caso. o Realizar un dibujo para cada caso en donde representes lo que crees que está sucediendo, considera las siguiente preguntas como guía:  Si pudieras verlo ¿como dibujarías el aire que sale de tu boca?  ¿A dónde crees que se va el aire que sale de tu boca?

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¿Qué diferencias encuentras entre lo que ocurrió en un frasco y otro?  ¿En cuál de los frascos el agua se puso opaca más rápido?  ¿A qué puedes atribuir estas diferencias? o Comparar los dibujos y argumentos entre los integrantes del equipo. o Discutir las diferencias y similitudes y acordar una explicación común. 

Actividad 2: Un equipo para medir temperatura de manera indirecta. Desarrollo • •

• •

• • •

De manera individual realizar el siguiente experimento: Realizar una perforación en la tapa de la botella de diámetro similar al de una manguera. Después de haber hecho el orificio en la tapa de la botella introducir la manguera por éste dejando del lado de la rosca de la tapa de 3 a 5 cm de manguera. Fijar la manguera con silicón o con pegamento de contacto, tomar en cuenta que si se usa esta opción hay que esperar 12 horas para probar el dispositivo. Doblar el resto de la manguera de manera que se tenga una forma de “U”, a la mitad de los termoscopios agregar por el extremo contrario al de la tapa 1 ml de colorante rojo, la otra mitad usar colorante verde. Colocar la tapa y ajustarla sin presionar demasiado la botella, el líquido colorante en la manguera debe alcanzar la misma altura en ambos lados de la U y no deben de quedar burbujas en el líquido. Ajustar firmemente la tapa sin presionar demasiado la botella, el líquido colorante debe alcanzar la misma altura en ambas ramas de la “U”. Poner en agua tibia el termoscopio así construido y registrar por escrito lo que sucede con el colorante; después hacer correr agua fría por el exterior del termoscopio, registrar lo que sucede con el colorante. Elaborar dibujos de lo que ocurre con el termoscopio cuando se usa agua tibia y cuando se usa agua fría, describir lo que ocurre en cada caso. Con base en sus dibujos, y teniendo en mente los posibles resultados que se producen con la temperatura del planeta, discutir en grupo la manera de llenar con dióxido de carbono uno de los termoscopios y el otro con aire, explicar qué diferencias habría entre ambos.

Actividad 3: ¿Cómo influye el dióxido de carbono en mi entorno? Desarrollo • De manera individual realizar el siguiente experimento (se utilizarán las dos botellas de la actividad anterior) • Poner en ambas botellas 4 cucharadas soperas de bicarbonato de sodio. A una de ellas agregar 4 cucharadas de agua, esperar 30 segundos y cerrar la botella con su tapa, introducir por la perforación el sensor del termómetro.

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• Llevar la botella frente a la lámpara y medir la temperatura durante 5 minutos, registrar la indicación del termómetro cada 20 segundos. • Desmontar el termómetro de la botella. • En la otra botella agregar 4 cucharadas de vinagre, esperar 30 segundos y cerrar la botella con su tapa, introducir por la perforación el sensor del termómetro. Llevar la botella frente a la lámpara y ponerla a la misma distancia a la que estaba la otra, medir la temperatura durante 5 minutos registrando la indicación del termómetro cada 20 segundos. • Desmontar el termómetro de la botella. • De forma individual contestar las siguientes preguntas: o ¿Qué crees que hay en el aire de la primera botella? o ¿Qué crees que hay en el aire de la segunda botella? o ¿En cual de las dos botellas aumentó más rápidamente la temperatura? o ¿A qué crees que se deba esto? o ¿Por qué es importante que las dos botellas sean de la misma medida? o ¿Por qué es necesario que se ponga exactamente cuatro cucharadas de bicarbonato de sodio en cada botella? o ¿Por que es necesario que se pongan ambas botellas a la misma distancia de la lámpara? • Elaborar dibujos que representen cómo te imaginas que es el aire de la primera botella y cómo el aire de la segunda botella. • Describir lo ocurrido, para ello considera la siguiente pregunta: ¿qué se esperaría que sucediera con la temperatura del planeta si se siguen consumiendo combustibles fósiles de forma incontrolada, quemando los bosques y aumentando la cantidad de coches funcionando?. • Discutir de manera grupal tus respuestas y llegar a un consenso. Argumenten para tratar llegar a una explicación común. Productos • Elaborar una propuesta sobre aquellos aspectos para consideras mejorar de las actividades realizadas para trabajarlas en el aula. Bibliografía • Amigos de la tierra (2003) la apuesta. Consultada el 6 de abril de 2010 desde http://laapuesta.org/ • Agencia Espacial Europea (2007) Primeras animaciones sobre los gases de efecto invernadero, basadas en datos del satélite Envisat. Consultada el 6 de abril de 2010 desde http://www.esa.int/esaCP/SEMB8XQ08ZE_Spain_0.html

• Educar (2008) El calentamiento Global. Colección: Propuestas para el aula. Ciencias naturales Consultada el 6 de abril de 2010 desde http://www.educ.ar/educar/site/educar/El%20calentamiento%20global.html?uri=u rn:kbee:8e184b30-d3f4-11dc-806e-00163e000038&page-uri=urn:kbee:ff9221c013a9-11dc-b8c4-0013d43e5fae

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• Educar (2007) La emisión de CO2, un problema global. Colección de propuestas para el aula. Ciencias naturales. Consultada el 6 de abril de 2010 desde http://www.educ.ar/educar/site/educar/La%20emisi%F3n%20de%20CO2,%20un%2 0problema%20global.html?uri=urn:kbee:3358b070-4684-11dc-a17c00163e000024&page-uri=urn:kbee:ff9221c0-13a9-11dc-b8c4-0013d43e5fae • Gómez- Esteban, P. (2010) Experimentos – Vela y dióxido de carbono. El Tamiz. Consultada el 6 de abril de 2010 desde: http://eltamiz.com/2010/03/29/experimentos-vela-y-dioxido-de-carbono/ Anexos • Presentación electrónica • Instrucciones para realizar las actividades

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Sesión 4. Relaciones de los Seres Vivos I Título: Ecología Introducción En esta sesión se abordará el tema de cómo los seres vivos se relacionan entre ellos y con el ambiente. El estudio de estas relaciones se aborda a través de la ecología. La ecología y los conocimientos que se generan a partir de su estudio, constituyen un eje fundamental de la biología y su importancia científica y social se refleja en la inclusión de diversos contenidos relacionados con estos temas y que se incluyen en todos los niveles educativos. No obstante, si consideramos que en sexto grado el tratamiento de este tema en el aula comprende, desde un manejo conceptual adecuado al nivel de estudios, hasta la posibilidad de tener una visión global del tema y el reconocimiento de la trascendencia que tiene en el mundo actual. Requiere para su desarrollo el uso de distintos tipos de actividades didácticas: exposición verbal por parte del profesor; búsqueda y análisis de información documental; ejercicios prácticos que simulen relaciones entre los organismos y los factores ambientales y –cuando sea posible—, prácticas de campo que acerquen al alumno al conocimiento del tipo de estudios que se realizan en la disciplina. Todo lo anterior permitirá que los alumnos adquieran conocimientos y habilidades prácticas relacionadas con el manejo de datos, materiales y equipo. Temas y subtemas. o ¿Qué es ecología? o El ambiente o Poblaciones, comunidades y ecosistemas. Propósitos • Actualizar y profundizar conocimientos acerca de la ecología. • Identificar los conceptos fundamentales de ecología, que tienen relación con los contenidos de sus programas de estudio. Materiales • • • • • •

Video proyector Computadora Esquemas para actividades Hojas de papel bond tipo rotafolio Marcadores para hojas bond Marcadores para pizarrón blanco

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Actividades Actividad 1. Exploración de conocimientos previos. •

Con la finalidad de explorar los conocimientos previos, de manera grupal discutir las siguientes preguntas generadoras: o o

¿Qué es ecología? ¿Qué es ecosistema?

• Tomar nota por escrito de las respuestas comentadas. Actividad 2. Revisemos conceptos básicos • A partir de la explicación del coordinador mediante el uso de diapositivas, que apoyen la comprensión de conceptos básicos, recuperar y consolidar los conceptos fundamentales de ecología, que servirán de base para el tratamiento de contenidos relativos a ecología y problemas ambientales de sus programas de estudio. • Al finalizar esta discusión, retomar las respuestas vertidas como conocimientos previos y contrastarlas con las abordadas en la explicación del coordinador, lo anterior con la finalidad de consolidar, modificar o completar la conceptualización sobre el tema. • En el anexo 5, se incluye una presentación para utilizarse como apoyo a la realización de esta actividad. En el anexo 5.1 se incluye una lectura de apoyo para abordad estos temas. Actividad 3. Construyendo conceptos: AMBIENTE Y COMUNIDAD • Para esta actividad se requiere 2 hojas de papel bond y marcadores de colores. Formar equipos de 4 o 5 personas • Leer la siguiente lista, poner en común el significado y relación de los conceptos, elaborar dos mapas conceptuales, con los mimos, que les permitan explicar ante el grupo sus ideas acerca de los conceptos: AMBIENTE Y COMUNIDAD. La finalidad es contrastar visiones y consolidar el manejo adecuado de estos conceptos, mediante la discusión en el grupo. AMBIENTE Factores bióticos Factores abióticos Clima Suelo Fauna Flora Humedad Cambios cíclicos adaptación

COMUNIDAD hábitat Nicho ecológico poblaciones Relaciones interespecíficas Mutualismo Depredación Parasitismo Diversidad Cambios ambientales

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Cambios erráticos Temperatura Nicho ecológico

Sucesión ecológica Redes tróficas competencia

Esta actividad puede llevar a la construcción de diversas estructuras de mapas conceptuales, la atención del coordinador no es sobre la forma de los mismos, sino sobre la manera en que estos mapas coinciden con el marco que nos da la ecología al respecto y si les permiten explicar su visión sobre los conceptos en forma adecuada respecto a su jerarquía y relaciones, lo cual se hará evidente en la explicación de cada equipo. Actividad 4. Usando modelos: Crecimiento de una población Una de las herramientas más útiles en ecología, para entender y explicar un objeto de estudio como los seres vivos y todos sus procesos inherentes, son los modelos. En esta actividad se desarrollará un sencillo ejercicio para recuperar conceptos básicos sobre POBLACIÓN. Es importante puntualizar que es un modelo cercano a lo real, al menos en cuanto a los humanos y que hay especies que tienen más hijos.

El propósito es revisar mediante un modelo cómo puede crecer una población natural y cómo es que los factores ambientales pueden influir en este crecimiento: Desarrollo • •

•

Para el desarrollo de esta actividad se requiere: Vaso de precipitado, un tablero que representa el área donde se desarrolla una población, frijoles que representan los individuos de la población y el número de tiradas que representa el tiempo. Organizar equipos de 3 a 4 participantes para desarrollar el modelo que consiste en lo siguiente: o Se inicia con 10 frijoles, que se colocan en el vaso de precipitado y se dejan caer sobre el centro del tablero desde una altura de 5-10 cm. o Los frijoles que salgan del tablero son individuos muertos, los que queden dentro están vivos y "alcanzan" a reproducirse. Cada individuo sobreviviente tendrá 2 hijos, por tanto en la siguiente tirada la población se conformará agregando al número de sobrevivientes 2 hijos por cada uno. (Noten que es prácticamente la tasa promedio de crecimiento poblacional en México) o Se realizan 10 tiradas, en cada una de las cuales se duplica el número de vivos. o Registren los datos en una tabla de dos columnas: X (tiradas) y Y (No. de individuos que forman la población sobrevivientes más hijos) o Con los datos elaboren una gráfica que represente el crecimiento de tu población. En discusión grupal identificar las razones de un crecimiento desmedido y sin aparente control y el por qué algunas poblaciones pueden presentarlo (por ejemplo seres humanos o plagas de insectos,) y otras no. Sin duda, aparecen las condiciones

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ambientales (abióticas y bióticas) como las reguladoras de las poblaciones naturales y aquellas que podrían el modelo consideradas como factor limitante. Actividad 5. Construye una red alimentaria. Una forma muy adecuada de analizar cómo se manejan los conceptos es aplicarlos, así que esta actividad tiene como propósito poner en juego lo que hemos aprendido sobre ecología y ecosistemas. •

• •

•

Esta actividad puede trabajarse de manera individual o bien por equipo para construir una red alimentaria de un matorral xerófilo con los siguientes organismos. El material es recortable (se encuentra al final del curso) y la red se realiza pegando las imágenes en una hoja de papel. Indicar con flechas el flujo de materia, completar con los nombres de los niveles tróficos encontrados y agregar dibujos de elementos no incluidos en las imágenes si es que hicieran falta. Una vez terminada la actividad, realizar una discusión grupal sobre el tipo de estructura que define con mayor claridad las relaciones en una comunidad o ecosistema, considerar la siguiente pregunta ¿una cadena o una red alimentaria? ¿Por qué? Tomar nota de lo discutido y acordar una conclusión grupal. Actividad 6. Diseño de actividad didáctica

• •

Con el fin de verificar los temas tratados en esta sesión, realizar el diseño, a nivel de bosquejo, de una actividad didáctica, que apoye la enseñanza de alguno de los conceptos tratados en esta sesión. En el anexo 4, se incluye una propuesta de rúbrica para la evaluación de este producto. Productos • Reflexión escrita y personal sobre la diferencia entre ecología y problemas ambientales. • Mapas conceptuales Ambiente y Comunidad. • Tabla y gráfica del modelo de crecimiento poblacional. • Conclusiones por equipo sobre los resultados del ejercicio y de la discusión grupal. • Red alimentaria. • Conclusiones por equipo sobre lo aprendido en el ejercicio • Diseño de la Actividad didáctica. Anexos • Presentación electrónica. • Instrucciones para las actividades propuestas.

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Sesión 5. Relaciones de los Seres Vivos II Título: Ecosistemas Introducción En esta sesión se abordan las relaciones de los seres vivos y su entorno, bajo la perspectiva de los ecosistemas, una vez que en una sesión previa de este curso se han trabajado con amplitud los conceptos básicos de ecología, incluyendo el de ecosistema. México es un país en cuyo territorio es posible encontrar prácticamente todos los biomas o ecosistemas descritos para el planeta; sin embargo esta enorme diversidad y riqueza natural de paisajes con una flora y fauna asociados, es motivo de preocupación por la forma en la que han sido y son explotados los recursos naturales en nuestro país. La importancia que reside en esta situación que compromete no sólo nuestra viabilidad como país, sino para la sobrevivencia de nuestra y de muchas otras especies en la Tierra, se refleja en el peso específico que tiene el tema de los problemas ambientales en nuestro sistema educativo, sin embargo si queremos entender seriamente los problemas del ambiente, se requiere conocer las características de la gran diversidad de ecosistemas que existen en nuestro país y los recursos naturales con los que contamos para contribuir en su conservación. Temas y subtemas • Ecosistemas de México • Los problemas ambientales Propósito: • Identificar los conceptos fundamentales acerca de ecosistemas de México y los problemas ambientales que tienen relación con los contenidos de sus programas de estudio. Materiales • • • • • •

Video proyector Computadora Esquemas para actividades Hojas de papel bond tipo rotafolio Marcadores para hojas bond Marcadores para pizarrón blanco

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Actividades Actividad 1. Exploración de conocimientos previos. Esta sesión no la iniciaremos con preguntas generadoras sino con un ejercicio que nos permita identificar el grado de acercamiento que los profesores tienen con los ecosistemas de México. •

•

Revisar el material que a continuación se presenta y completar la tabla correspondiente. Es importante señalar que aunque en los cuadros de información sobre factores bióticos y abióticos se utilizan nombres científicos, también se incluyen los nombres comunes; así que se requiere identificar alguna de estas especies, aquella o aquellas que les resulten familiares y pueden ayudarse con las imágenes que se incluyen y las relacionen con los ecosistemas mencionados en el cuadro. Para completar el cuadro escribir la letra correspondiente al ecosistema, de acuerdo con la descripción de los factores abióticos y bióticos y colocar el número que corresponde a las imágenes de su flora y fauna: ECOSISTEMA Selva tropical perennifolia Selva seca Bosque de niebla Matorral xerófilo

ABIÓTICOS

BIÓTICOS

FLORA

FAUNA

A Factores bióticos Las principales especies vegetales que lo forman son el liquidámbar (Liquidambar styraciflua); roble (Quercus sp.); Tilia (Tilia mexicana); Podocarpus reichei y Nephelea mexicana. Su distribución actual en México apenas abarca una décima parte del 1 % de la que tenía en los años 70. Los animales vertebrados que habitan este ecosistema, algunos en abundancia otros en cantidades menores, son oso negro (Ursus americanus eremicus); jaguar (Felis onca veracrusis); ocelote (Felis pardalis albenscens); martucha (Potos flavus); zorra gris (Urocyon cinereoargenteus); coatí (Nasua nasua); cacomixtle (Bassariscus sumichrasti); comadreja (Mustela frenata); cabeza de viejo (Eira barbara); hocofaisán ó faisán (Crax rubra rubra); tinamú canelo (Crypturellus cinamomeus); codorniz silbadora (Dactylortyx thoracicus). B Factores bióticos Comprende las comunidades arbustivas de las zonas áridas y semiáridas de la República Mexicana. Cubre 40% de la superficie de nuestro país. Sus especies vegetales tienen hojas pequeñas y gruesas, en muchas ocasiones cubiertas de espinas; presentan diversas adaptaciones a la aridez. Entre las especies más frecuentes están: cardón (Pachycereus pringlei); nopal (Platyopuntia vulgaris); candelilla (Euphorbia anthisyphilitica); jojoba (Simmondsia chinensis); guayule (Parthenium argentatum); agave (Agave salmiana); yucas (Yucca carnerosana) y cirios. Dentro de la fauna abundan los pequeños mamíferos como el gato montés (Lynx rufus texensis); liebre (Lepus californicus); armadillo (Dasypus novemcinctus mexicanus); aves como aguililla rojinegra (Parabuteo unicinctus) y búho (Bubo virginianus) y serpiente de cascabel de diamantes Crotalus atrox.

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C Factores bióticos Es la vegetación más exuberante. Presenta tres estratos: el primero o dosel es mayor de 30 m, con individuos de hasta 50 o 70 m de altura. Composición florística muy variada y rica en especies. Se pueden encontrar alrededor de 200 a 300 especies diferentes de árboles. Las especies más comunes son: roble amarillo (Terminalia amazonia); ramón (Brosimum alicastrum ); cedro rojo (Cedrela mexicana); caoba (Swietenia macrophylla), así como numerosas especies de orquídeas y helechos de diferentes formas y tamaños. Hay una buena representación de epífitas y lianas. Abundantes mamíferos, aves, reptiles y anfibios. La mayoría de los mamíferos son arbóreos, como mono araña (Ateles geoffroyi) y mono aullador (Alouatta palliata). D Factores bióticos Ocupa un 4% de la superficie de México. Árboles cuya altura oscila entre 20 y 30 metros. Los árboles representativos son la "parota" o "guanacaste", "primavera" “jocotillo” así como varias especies de Ficus junto con distintas especies de lianas y epífitas Existen vertebrados de tamaño grande como el jaguar (Panthera onca); tigrillo, (Leopardus wiedii); aves como la guacamaya roja (Ara macao); y el perico frente amarilla (Amazona oratrix); mamíferos como ratón tlacuache (Marmosa mexicana); rata arborícola (Xenomys nelsoni); reptiles como Iguana verde (Iguana iguana); y escorpión (Heloderma horridum). E Factores abióticos Clima cálido. Temperatura de 0°C a 28 °C. Presenta una estación de secas de 5 a 7 meses y otra de lluvias. Precipitación anual de 1000 a 1600 mm. La humedad atmosférica se mantiene elevada en el bosque. Ocupa un 4% de la superficie de México y su rango altitudinal varía de 0 a 1 300 msnm. Ubicado principalmente en la vertiente del Pacífico como manchones discontinuos, desde Sinaloa hasta Chiapas. La mitad del arbolado pierde sus hojas en el periodo de sequía. F Factores abióticos Este tipo de vegetación puede encontrarse desde el nivel del mar hasta altitudes de 3.000 m. Su temperatura media anual varía de 12 a 26 ° C. La precipitación media fluctúa entre 100 y 400 mm; incluso crece en zonas donde llueve menos de 100 mm. Estación de secas entre siete y doce meses. G Factores abióticos Clima templado y húmedo. Temperaturas son muy bajas, llegando incluso a los 0° C. La época de lluvias dura de 8 a 12 meses. Se encuentra en altitudes que oscilan entre los 400 hasta los 3100 m.s.n.m. Se distribuye de manera discontinua por la Sierra Madre Oriental, desde el suroeste de Tamaulipas hasta el norte de Oaxaca y Chiapas ; por el lado del Pacífico desde el norte de Sinaloa hasta Chiapas; existen también en pequeños manchones en el Valle de México. H Factores abióticos Niveles de temperatura y luz permanecen más o menos constantes. Temperatura media anual inferior a 20° C, pero rara vez supera los 26° C. Se distribuye desde el nivel del mar hasta los 1500 metros de altitud.

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Precipitación media anual entre 1500 y 3000 mm, algunas veces hasta 4000 mm. Temporada sin lluvias muy corta o casi inexistente. Clima de tipo cálido – húmedo. 2

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• • •

Una vez realizada la actividad sugerida, el coordinador explica los distintos ecosistemas mexicanos, algunas de sus características y su distribución geográfica. De manera individual tomar nota de la explicación y discutir de manera grupal los ecosistemas naturales de México. En el anexo 6, se incluye una presentación de apoyo a esta actividad.

Actividad 2. Los problemas ambientales y nuestros ecosistemas. • De manera grupal reflexionar y comentar sobre las siguientes preguntas: • En mi estado o región ¿qué tipo de ecosistemas existen? • ¿Qué recursos se extraen de estos ecosistemas? • ¿Conozco su estado actual en cuanto a posibles perturbaciones? • Identifico o han identificado algún problema ambiental asociado con estos ecosistemas? • ¿De qué nivel es este problema ambiental: local, regional o global? • Elaborar por escrito una reflexión sobre ecología y problemas ambientales. Actividad 3. Aplicando conocimientos. Diseño de un proyecto. •

•

A partir de alguno de los problemas ambientales detectados por los profesores en la actividad anterior, realizar el diseño, a nivel de bosquejo, de un proyecto escolar que llevado al aula permita a los alumnos comunicar a sus compañeros sobre el problema ambiental en cuestión y las medidas propuestas para su posible solución. En el anexo 4.1, se incluye una propuesta de rúbrica para evaluación de proyectos. Productos • Cuadro factores bióticos – abióticos. • Respuesta a preguntas propuestas sobre problemas ambientales y nuestros ecosistemas. • Reflexión escrita sobre ecología y problemas ambientales. • Diseño de propuesta del proyecto escolar sobre problemas ambientales.

• • •

Anexos Anexos 6 y 4.1 Presentación electrónica. Rúbrica para evaluación de actividad didáctica.

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Sesión 6. Formación de Imágenes. Título: Espejos planos Introducción: En esta sesión se abordan las propiedades básicas de la luz, como son: su propagación en línea recta y la forma en la que se refleja en espejos planos. Estos conocimientos se aplican en el diseño y construcción de un periscopio, que permite observar lo que hay detrás de obstáculos.

•

Propósito: Comprender el fenómeno de la reflexión de la Luz en espejos planos y su aplicación en dispositivos ópticos como el periscopio para diseñar actividades de aprendizaje adecuadas con los alumnos. Materiales: • • • • •

2 espejos planos. Tubo de cartón. Pegamento. Cinta adhesiva. Tijeras.

Actividades: Actividad 1. • •

De manera grupal plantear preguntas generadoras que, relacionadas con su entorno, permitan abordar el tema de la reflexión de la luz en espejos planos y tomar nota de todas las de preguntas. Seleccionar, con la dinámica adecuada, aquellas preguntas den lugar al desarrollo de un experimento. Principalmente buscar preguntas como las siguientes: • •

• •

¿Cómo puedes observar a una persona sin que lo note? ¿Cómo puedes observar lo que hay detrás de una barda más alta que tú, o a la vuelta de una esquina?

De manera individual llevar un registro por escrito de todo el proceso de investigación que empieza con las preguntas generadoras y culmina con el diseño de un experimento. Organizar equipos de dos participantes para diseñar un dispositivo óptico que permita contestar las preguntas planteadas. El diseño de cada equipo, incluirá: diagrama, lista de materiales y pasos a seguir.

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• •

Finalmente, de manera grupal discutir sobre los diferentes prototipos a los que hayan llegado los equipos, analizar el funcionamiento de cada uno y mencionar las leyes de la reflexión involucradas. Uno de los diseños pudo haber sido el siguiente:

• Emplear dos espejos más, con la experiencia previa del periscopio y hacer uso de las propiedades de reflexión de los espejos planos, procediendo de igual manera, se encauza la discusión en torno al diseño de un aparato que permita ver a través de objetos que se interpongan en el camino óptico del observador. Un diseño podría ser el siguiente:

Productos: • Registrar por escrito la actividad y la secuencia didáctica detallada, dirigida a los alumnos.

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Anexo: Señalamientos que amplían y profundizan el conocimiento del docente sobre el tema. Óptica geométrica. La óptica geométrica es el estudio de las trayectorias que siguen los rayos de luz al incidir en espejos o en cuerpos transparentes, en particular en las lentes; esto permitirá explicar la formación y características de las imágenes de los objetos. Si se considera a la luz como un fenómeno ondulatorio, los rayos de luz representan la dirección de propagación de las ondas luminosas. Reflexión de la luz en espejos planos. ¿Es verdad que los espejos planos dan imágenes invertidas derecha - izquierda de los objetos frente a ellos? Con ayuda de un espejo plano, una hoja de papel blanco, dos lápices nuevos e iguales, una regla, escuadra y transportador, se puede hacer un sencillo experimento que conduce a concluir que para los rayos de luz que inciden y se reflejan en espejos planos, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión, medidos éstos, respecto a la normal (línea perpendicular al espejo), que es, en esencia, la ley de la reflexión de la luz en espejos planos. Se pega, con cinta adhesiva, sobre una mesa la hoja de papel blanco; luego con la regla se traza una línea a lo largo de la parte central de la hoja y se fija el espejo plano con la plastilina sobre la línea trazada de tal forma que quede en posición vertical. Se dibuja una equis en la hoja de papel de manera que se refleje en el espejo, al punto señalado con la equis se le marca con la letra O (objeto). Ahora se coloca un objeto (puede ser una pieza de ajedrez, un lápiz, etc.) sobre ese punto, y se pide a otra persona que marque su punto de observación frente al espejo, con la letra A. Luego colocará otro objeto igual detrás del espejo, justo en el punto que, desde su posición (el punto A), le parezca que es la prolongación de la imagen que se ve en el espejo (de ésta manera se estará ubicando la posición de la imagen). Localizado este punto detrás del espejo, lo señalará con una equis, y lo identificará con la letra O’. En la hoja de papel quedarán señalados tres puntos. Ahora se escoge otro punto de observación, B, y se repite la actividad. Se hará evidente que O’ coincide también con la prolongación de B detrás del espejo, lo que se comprueba al retirar el espejo, quedando ahora cuatro puntos. Con ayuda de la regla, se traza una línea de O’ a A y, con otro color de O’ a B, los segmentos de línea delante del espejo, se trazan con una línea continua, y los de atrás del espejo con una línea punteada. Ahora, con la ayuda de una escuadra se dibujan líneas perpendiculares a la línea del espejo en cada punto de intersección,

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hacia la parte de enfrente del espejo, con ello se estará dibujando la línea normal para cada uno de los puntos de observación. Luego se dibujan las rectas que van del punto O a cada uno de los puntos de intersección de las primeras rectas con el espejo. Analizando el dibujo obtenido se puede comprobar que los ángulos de incidencia y de reflexión, son iguales.

Se verifica también que la distancia de la imagen al espejo es igual a la distancia del espejo al objeto. Puede verificarse experimentalmente, con cierta facilidad, una segunda ley de reflexión de la luz en espejos planos que establece: El ángulo de incidencia, el ángulo de reflexión y la normal, están en un mismo plano.

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Se coloca un lápiz horizontalmente frente a un espejo plano como se muestra en la figura. La superficie del lápiz refleja rayos de luz y una parte de ellos incide sobre el espejo. En esta figura se muestran dos rayos originados en la punta del lápiz que se reflejan en el espejo hacia el ojo del observador. Estos rayos parecen provenir desde detrás del espejo como se muestra en la figura. Un análisis semejante puede hacerse para los rayos de luz que proceden de cualquier otro punto de la superficie del lápiz y que inciden y se reflejan en el espejo para luego llegar a los ojos del observador. La imagen del lápiz que el observador ve en el espejo se denomina imagen virtual. Esto es, como si en realidad hubiese un lápiz en esa posición. Como se observa en el experimento, la imagen está atrás del espejo, a la misma distancia que el objeto real frente al espejo. También se aprecia que la imagen y el objeto son de igual tamaño. Se observa también que si una persona frente a un espejo levanta la mano derecha, su imagen levanta su mano izquierda y si levanta la izquierda, su imagen levanta la derecha. Así pues, parece que los espejos planos invierten las imágenes izquierdaderecha; pero no es así, la situación equivalente corresponde a situarse detrás del espejo, lo que haría que el observador juzgara la derecha por la izquierda, al igual que al situarnos frente a otra persona. • Ejemplos de “Referencias y otras fuentes de información” • Wikipedia • Física Recreativa vols. 1 y 2 Y. Perelman, Editorial Mir.

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Sesión 7. Relaciones de los Seres Vivos III. Título: Evolución o relaciones de parentesco entre las especies. Introducción El estudio de la evolución biológica es un contenido fundamental que se incluye en los programas de estudio de ciencias, es además un concepto básico para la biología y constituye una de las teorías que la sustentan como ciencia. La sesión tiene como propósito enfatizar que las especies biológicas presentan relaciones de parentesco, que han variado a través de millones de años por el proceso evolutivo. La finalidad es profundizar en el proceso evolutivo y demostrar que se trata de un hecho, para el que existen evidencias robustas y que a través de la generación del conocimiento se establece como una teoría científica. Es también de interés especial que se insista en la comprensión de los mecanismos por los que opera este proceso evolutivo y las herramientas que la ciencia ha desarrollado para observar y estudiar este proceso que es característico de los seres vivos. Temas y subtemas • • •

La evolución como un hecho y una teoría. Evidencias del proceso de la evolución. Mecanismos de la evolución: selección natural. Propósito:

• Identificar los conceptos fundamentales acerca de la evolución que tiene relación con los contenidos de los programas de estudio. Materiales • • • • • • • • •

Video proyector. Computadora. Esquemas para actividades. Documentos para lectura. Hojas de papel bond tipo rotafolio. Marcadores para hojas bond. Marcadores para pizarrón blanco. Barras de plastilina (1 por equipo). Conchas, caracoles, hojas de plantas.

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Actividades Actividad 1. Explorando ideas previas. • •

De manera grupal reflexionar la siguiente pregunta generadora: ¿La evolución biológica es un hecho o una teoría? Tomar nota de las reflexiones.

Actividad 2. El problema de las explicaciones y evidencias. • Para realizar la actividad, se requiere del siguiente material: plastilina, conchas, hojas de helecho o de otra planta. • De manera grupal, reflexionar la siguiente pregunta: ¿Cómo se forma un fósil? Es importante comentar que en ciencia toda afirmación requiere de soportes plausibles y plantea el siguiente ejemplo:  Imaginen que trabajan o visitan un lugar…

Cantera de Tlayúa, Puebla y observando entre la rocas encuentran algo como esto…

 ¿Reconocen las formas, se parecen a las de organismos que conocemos?

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 Pero, la pregunta obligada es ¿Qué hacen en las rocas? ¿Cómo llegaron allí? Y sobre todo, si son rastros de organismos ¿Qué hacen en Puebla si son marinos? Y si vamos a otro lugar, como Chiapas o Coahuila, una historia similar, otra vez restos o rastros de organismos marinos ¿en una montaña? y ¿qué decir de huellas y huesos de animales gigantescos encontrados en Coahuila, organismos que ya no existen? Hace mucho tiempo, cuando se comenzaron a descubrir estos restos, se asumieron como “formas caprichosas de las rocas”, porque recuerdan se pensaba que el mundo es, había sido y sin duda seguiría siendo igual que cuando se originó. ¿Podemos poner a prueba probar esta explicación? • •

Para fines de este ejercicio, poner a prueba la idea de que los fósiles no son evidencias de la evolución y que su existencia se explica desde otras perspectivas. Para esta actividad, de manera individual tomar un poco de plastilina de sus materiales e intentar reproducir estas formas:

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• Ahora, intentar hacer el ejercicio utilizando estas imágenes:

Bien, la presencia de este tipo de EVIDENCIAS, los fósiles, fue uno de los detonantes para que los científicos hace muchos años, comenzaran a plantear explicaciones más plausibles sobre la vida en la tierra y comenzara a germinar la idea de la evolución biológica, asociada con cambios en nuestro planeta a través del tiempo. • En equipos discutir y contestar las siguientes preguntas: • ¿Qué explicación podemos dar a la presencia de restos de organismos marinos en una montaña o en un sitio que ahora es completamente terrestre? • ¿Qué se puede argumentar para explicar la presencia de restos de organismos que ya no existen (los dinosaurios, el mamut, por ejemplo) pero que conocemos actualmente algunos con características similares? • Además de la fosilización en rocas (mineralización, moldes y vaciados) ¿Conocen otros tipos de preservación de restos fósiles? ¿Pueden mencionar algunos? • Tomar nota de las respuestas comentadas. Actividad 3. Presentación: Las evidencias de la evolución. •

• •

Con la finalidad de profundizar sobre el tema, el coordinador realiza una presentación, con apoyo de imágenes para reconocer otras evidencias de la evolución y cómo es que con base en este conocimiento, la teoría de la evolución biológica se consolida como uno de los paradigmas de la biología. Se incluyen en los anexos 7 y 7.1 ejemplos de presentaciones, con los contenidos a revisar y se indica una secuencia adecuada de los mismos y en el anexo 8 una lectura de apoyo sobre el tema. Al terminar la presentación, elegir una de las evidencias comentadas y elaborar una reflexión escrita acerca de la importancia de las evidencias como un hecho y sustento a la teoría de la evolución. Actividad 4. Selección natural en dos poblaciones de aves prensadoras.

Para trabajar dos conceptos fundamentales en evolución, Variabilidad y selección natural, sugerimos este ejercicio.

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•

Introducción al ejercicio: Actualmente se acepta que las poblaciones son la unidad de evolución y que este proceso es medible en términos de los cambios en las frecuencias génicas un atributo de las poblaciones que es posible observar tanto por las características morfológicas visibles, como con la variabilidad genética, por métodos de biología molecular. Objetivos de la actividad: o Elaborar un modelo que demuestre la evolución en dos poblaciones de aves o Demostrar que las variaciones entre los individuos son la materia prima sobre la que actúa la evolución. o Comprobar que las variaciones pueden ser más o menos ventajosas dependiendo de las condiciones ambientales

Materiales • • • • • • • • • •

Sujeta documentos grandes. Sujeta documentos medianos. Sujeta documentos chicos. Vasos de plástico. Bolsas de plástico. Masking tape. Plumones. ½ Kg de maíz palomero. ½ Kg de habas secas. ¼ Kg de garbanzos.

Desarrollo El modelo representa a una población de aves prensadoras que se alimentan con semillas, aunque son de la misma especie tienen picos de diferente tamaño. Las aves pueden sobrevivir con las diferencias en el tamaño del pico, pero las aves con picos más grandes requieren de mayor cantidad de energía, tanto para sobrevivir como para reproducirse y del tipo de semilla que utilicen depende la cantidad que necesitan pues tienen distintos valores nutricionales.

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• •

Organizar equipos de 8 participantes, cada uno representa a una ave. Preparar dos bolsas de acuerdo con las indicaciones de la siguiente tabla. POBLACIÓN Ambiente 1

Pico grande (2) Pico mediano (2) Pico chico (2) Pico grande (2) Pico mediano (2) Pico chico (2)

Ambiente 2

• • • •

ALIMENTOS DISPONIBLES Maíz (50) Habas (50) Garbanzos (50) Maíz (25) Habas (50) Garbanzos (25)

En cada equipo habrá dos aves con sujeta documentos grandes, 2 con medianos y dos con chicos y cada uno cuenta con un vaso de plástico que será el estómago donde colocar su comida. Esparcir el contenido de la bolsa 1 sobre la mesa de laboratorio y las aves se colocaran de pie alrededor de la misma. Durante 1 minuto, cada ave comerá todo lo que pueda y colocará su comida en su estómago. Al terminar el período de alimentación, cada ave calcula el valor calórico de los alimentos que ingirió, utilizar la siguiente tabla y con ese valor se decidir si la ave, sobrevive, si además puede reproducirse o bien si es eliminada.

Semillas

Valor calórico 2 10 5

Maíz Garbanzo Habas

Tamaño del pico

Para sobrevivir

grande mediano chico

Para reproducirse 120 80 50

75 50 25

• Por cada ave que coma lo suficiente para reproducirse, agregar a la población dos nuevas aves con el mismo tamaño de pico que serán sus hijos. • Vaciar el contenido de los vasos en la bolsa y recoger el alimento no comido de la mesa. • Anotar cuántas aves murieron, cuántas sobrevivieron y cuántas se reprodujeron, pueden usar una tabla como la siguiente:

T/PICO GRANDE MEDIANOS PEQUEÑOS

T0 2 2 2

Período 1 M R

Período 2 M R

Período 3 M R

• Con la nueva conformación de la población (T1), preparar el ambiente utilizando el contenido de la misma bolsa (ambiente 1).

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• Repetir desde el paso 4 al 10 para obtener la conformación de la población en T2 y T3. • Repetir todo el modelo pero ahora utilizando las proporciones sugeridas como ambiente 2. Análisis de resultados Para el análisis de resultados utilizar como base de la discusión los siguientes cuestionamientos. o ¿Se observan cambios en la proporción de los tamaños de picos en ambas poblaciones de aves a través de las generaciones? Discutir y comparar estos cambios considerando las dos condiciones ambientales modeladas. o ¿Pueden explicarse estas diferencias entre la sobrevivencia de las poblaciones en relación con las condiciones ambientales? o ¿Qué fuerza(s) evolutivas supone(n) que actúa(n) sobre estas poblaciones? Argumentar su respuesta. o ¿Pueden considerar que hubo adaptación en ambas poblaciones? Explicar por qué. • Al terminar el ejercicio, de manera grupal discutir sobre el desarrollo del mismo para apoyar en el arribo a conclusiones, por parte de los equipos. Actividad 5. Aplicando conocimientos. Diseño de una actividad didáctica. •

Realizar el diseño de una actividad didáctica, aplicable a la enseñanza de alguno de los temas tratados en la sesión. Productos

• • • •

Respuestas por equipo de las preguntas sobre fósiles. Reflexión escrita personal sobre evidencias de la evolución. Reporte del ejercicio de aves prensadoras, incluido el análisis de resultados. Diseño de la actividad didáctica. Anexos • Anexo 4, 7, 7.1, y 8. • Presentación electrónica. • Rúbrica para evaluación de actividad didáctica.

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Sesión 8. Los materiales y las tres R’s: haciendo énfasis en dos. Título: Aprovechar sin contaminar. Introducción. Las naciones industrializadas disponen de una gran variedad de bienes de consumo en cantidades enormes. Estos artículos suelen estar empacados en papel o plástico, sus envolturas ensucian el ambiente y llenan los basureros, sumándose a nuestros problemas de eliminación de residuos. Los tiraderos al aire libre son lugares que se infestan de ratas, moscas y otras plagas que suelen invadir las zonas cercanas. La combustión al aire libre causa una contaminación del aire terriblemente molesta. Como una opción a los tiraderos, existen los rellenos sanitarios. Esto elimina el problema de las ratas, moscas y el desprendimiento de malos olores, sin embargo, los rellenos sanitarios llegan a presentar fugas, que pueden ocasionar contaminación de las aguas subterráneas. Además, los materiales depositados en los rellenos sanitarios se descomponen mucho más lentamente de lo que se pensaba, ya que, sin agua ni oxígeno, los microorganismos son incapaces de llevar a cabo los procesos normales de descomposición. Otra opción para la eliminación de los residuos sólidos, lo constituye la incineración, que resulta provechosa si la contaminación que producen los incineradores es mínima, aunque muchos de ellos generan mucho humo y olores indeseables. El mejor medio para resolver el problema de nuestros residuos sólidos consiste en reducir la cantidad de materiales desechables que se producen, es decir, no adquirir objetos innecesarios, no usar empaques en exceso. Una segunda opción es la reutilización de los materiales, los artículos deben ser lo suficientemente durables para soportar un uso repetido. La tercera forma de reducir el volumen de desperdicios consiste en reciclarlos, para fomentar el ahorro de materiales. De ésta manera se ahorra energía y se reduce la emisión de contaminantes. Propósitos: •

Reflexionar sobre los materiales reciclables y su uso apropiado para proponer a sus alumnos cómo pueden ayudar, en su comunidad, a reducir su uso, reutilizarlos y reciclarlos con la finalidad de contribuir al cuidado del ambiente.

•

Contribuir en la formación en valores de los alumnos en cuanto a la toma de decisiones fundamentadas y responsables sobre el aprovechamiento y consumo de la riqueza natural.

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Material didáctico Actividad 1. • Diversos materiales como: latas de refrescos, envases de vidrio, papel, cartón, envases de leche, bolsas de plástico, vasos y platos de unicel. Actividad 2. Por equipo. • • • • • • • •

1 botella de refresco de 2 litros. Algodón. Gasa. Piedra tezontle (de diferentes tamaños) Arena de mar. Piedra Pómez molida. Carbón mineral molido (si se puede conseguir carbón activado mejor) Ligas, cucharas, tijeras, bandejas.

Actividades Actividad 1. Los materiales y el reciclaje. • •

• •

•

Se reparten los materiales (latas, frascos, plástico, unicel, etc.) Comentar sobre qué les sucede a estos materiales cuando se dejan en la basura, o se tiran a fuentes de agua, cuáles de ellos podrían reutilizarse y qué procedimiento seguirían para poder hacerlo. La idea es reflexionar sobre la generación de residuos tóxicos y no tóxicos que son producidos por los seres humanos e incluso fomentar la participación sobre otros materiales con los que no se esté trabajando como los neumáticos. Al final de esta discusión reflexionar sobre lo que es el reciclaje y para qué sirve, no sólo en nuestra comunidad, sino a nivel global para qué sirve reciclar y utilizar en mayor medida materiales que sean reciclables. Discutir por equipos y/o a nivel grupal el factor costo-beneficio respecto al uso de alguno de los materiales, así como las posibilidades para disminuir o eliminar su impacto negativo en el ambiente. Organizar equipos de 3 o 4 participantes para reflexionar sobre qué materiales se

ocupan más en su escuela o casa, en qué son utilizados y cómo se desechan cada día. Tomar nota de lo comentado. Actividad 2. Limpiando agua. • De manera grupal reflexionar sobre la importancia del agua y de cómo diseñar una serie de filtros para purificarla (no utilizar aguas negras). • Organizar equipos de 3 o 4 participantes para diseñar un filtro:

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o Cortar la botella a la mitad, quitar la taparrosca y en su lugar poner un tapón hecho con algodón dentro de la gasa, sujetar con la liga (ver imagen). o Después colocar dentro del envase (en la parte del tapón) una cucharada de carbón activado, la piedra pómez molida (3 cm), arena de mar (3cm) y el tezontle (3 cm)

o o o

•

Tomar muestras de agua contaminada y hacerla pasar a través de estos filtros. Al final, comparar el agua resultante con el agua inicial. Reflexionar si el agua resultante es potable o no y si no es potable, ¿qué se debe hacer para hacerla potable?

A partir de la actividad realizada, diseñar una actividad didáctica, adaptada a las condiciones propias del aula. Productos

•

Diseño de actividad didáctica adaptada a las condiciones propias del aula.

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Bibliografía • • •

http://ngenespanol.com/2007/12/31/basura-tecnologica/ http://www.concienciaambiental.com.mx/cca/index.html http://www.guiainfantil.com/fiestas/medioambiente/reciclaje.htm

Anexos • • •

http://ngenespanol.com/2007/12/31/basura-tecnologica/ http://www.concienciaambiental.com.mx/cca/index.html http://www.guiainfantil.com/fiestas/medioambiente/reciclaje.htm

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Sesión 9. Mediciones indirectas. Diámetro del sol. Título: Diámetro del sol Introducción. En la sesión se le brindan al profesor los elementos geométricos necesarios para realizar medidas de objetos distantes, como son edificios, árboles e incluso cuerpos celestes.

•

Propósito de la sesión. Comprender que los triángulos semejantes son útiles en la realización de algunas medidas indirectas. De esta manera el docente tendrá bases para diseñar actividades de aprendizaje adecuadas para abordar este tema con sus alumnos. Materiales. • Papel. • Cartulina. • Lápiz. • Regla. Actividades.

• •

Llevar a cabo una discusión grupal para plantear preguntas generadoras que relacionadas con su entorno, permitan abordar el tema de métodos indirectos de medición. Tomar nota de todas las propuestas de preguntas. Seleccionar, con la dinámica adecuada, aquellas que pueden dar lugar al desarrollo de un experimento. Principalmente se buscan preguntas como las siguientes: ¿De qué tamaño es el Sol? ¿Cómo medir la altura de un edificio?

• •

De manera individual, llevar un registro escrito de todo el proceso de investigación que empieza con las preguntas generadoras y culmina con el diseño y construcción de un experimento. En discusión grupal recabar ideas para medir el tamaño del Sol, sin mirarlo. Se plantea al grupo la pregunta auxiliar: ¿Qué información del Sol es útil para responder a la pregunta original?

• •

Organizar equipos de dos participantes para encontrar la solución a este problema, dibujar un triángulo rectángulo. Después medir su base (b) y su altura (h) y calcular el cociente b/h y escribir en su cuaderno los resultados. Ahora trazar una recta perpendicular a la base del triángulo, originando de este modo otro triángulo rectángulo interior al original. Medir su base (b’) y su altura (h’)

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•

para este triángulo, calcular el nuevo cociente y comprar este resultado con el anterior. Repetir este procedimiento con varios triángulos construidos de la misma manera.

• Con base en este triángulo, reflexionar sobre la siguiente pregunta: ¿Cómo se determina h, conociendo b, b’ y h’? Tomar nota de las respuestas comentadas. • Considerando que los rayos luminosos viajan en línea recta, proponer un método para calcular la altura de un edificio. • Usar como apoyo el siguiente procedimiento: Quien realiza la medición se coloca a una distancia aproximadamente igual a la altura que estima tiene el edificio. o Con un gis marcar su posición en el suelo. o Contar y anotar el número de pasos desde ese punto al edificio (b). o Desde el mismo lugar, usar una escuadra y medir la altura que parece tener el edificio (h’) usando la graduación como se muestra en la figura. o Tomar en cuenta que a la altura calculada será necesario añadir la altura desde donde se tomó la medida y que esta estará dada en pasos (que fue la unidad que se empleó para medir b).

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• • • •

o Proponer otro procedimiento para calcular la altura del edificio, considerando las condiciones del aula. De manera grupal discutir sobre la determinación del diámetro del Sol utilizando los materiales proporcionados, SIN mirarlo directamente. Para ello será necesario el dato de la distancia aproximada al Sol que es de 150, 000, 000 km. De manera grupal evaluar los procedimientos más factibles y llevarlos a la práctica. Discutir los resultados obtenidos, con el diámetro del Sol (1’392,000 km). Tomar nota de las comentarios. Usar como apoyo el siguiente procedimiento:

“Con un lápiz se perfora un orificio grande (lo más circular posible) en una hoja de cartulina negra. En un día soleado posiciona la cartulina de forma que la luz del Sol pase a través del orificio. De esta manera obtendrás una imagen del Sol en la cartulina blanca, como se muestra en la figura. Marca los bordes de la imagen y mide su diámetro. Identifica los triángulos que necesitas relacionar para obtener la solución.”

Productos. • •

Registro escrito de la actividad. Procedimiento para calcular la altura del edificio, considerando las condiciones del aula.

Anexos. Texto para profundizar en el tema Mediciones indirectas El ser humano es curioso por naturaleza. Desde los más remotos tiempos las personas se han interesado por saber y conocer más de las cosas que le rodean y transcurren en su vida cotidiana (los objetos, los fenómenos naturales, las situaciones, etcétera). Se ha encontrado que se conoce más y mejor de algo, cuando se han medido magnitudes relacionadas al objeto o fenómeno. Algunas mediciones pueden ser realizadas de manera directa, usando los instrumentos de medida adecuados. La mayoría de las veces basta con emplear correctamente el instrumento de medida y tomar la correspondiente lectura. Así se pueden medir, por ejemplo, el peso o la estatura de una persona, el perímetro de una cancha de basquetbol o el tiempo en que un corredor recorre una cierta distancia.

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Hay otras mediciones para cuya realización no basta con emplear instrumentos de medida, sino que se requiere algo más. Entre este tipo de mediciones se pueden citar: la masa y el volumen de la Tierra, el número de glóbulos rojos en un cm3 de sangre, el número de toneladas de maíz a cosechar en un sembradío de varias hectáreas, el ancho de un río, la altura de un edificio o el tamaño del Sol. Magnitudes como estas, se obtienen por medio de mediciones indirectas. Para determinar una magnitud, por medio de una medición indirecta, se parte de algunos datos conocidos del objeto o fenómeno bajo estudio, se emplea algún modelo como recurso auxiliar y se usan algunas hipótesis de trabajo. Así, por ejemplo, para determinar el diámetro del Sol, se parte de un dato conocido: La distancia Tierra – Sol y se usan las propiedades de los triángulos semejantes.

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Sesión 10. Taller y evaluación. Título: Taller y evaluación Final. Introducción. En esta sesión los asistentes realizarán una secuencia didáctica que tomará en cuenta los conocimientos fundamentales obtenidos durante el curso, de acuerdo al planteamiento didáctico para la enseñanza de las ciencias. Podrá desarrollar cualquier tema que esté presente en algunos de sus programas de estudio. Además, se evaluará el portafolio de evidencias que se diseñó desde la primera sesión y se llevará a cabo la autoevaluación y coevaluación.

• • •

Propósitos Diseñar una secuencia didáctica en apoyo a un de su programa de estudios. Llevar a cabo la evaluación del portafolio. Hacer la autoevaluación y coevaluación del curso.

Materiales        

Video proyector. Computadora. Hojas de papel bond tipo rotafolio. Marcadores para hojas bond. Marcadores para pizarrón blanco. Portafolios. Rúbrica para evaluar portafolios. Rúbricas para autoevaluación y coevaluación.

• • •

Presentación del esquema de la secuencia didáctica. Desarrollar de una secuencia didáctica. De acuerdo al tema elegido, en equipos desarrollar su secuencia didáctica. Evaluación del portafolio. La evaluación del portafolio se llevará a cabo de acuerdo con la rúbrica diseñada para tal fin. Realizar una autoevaluación y coevaluación de su desempeño en el curso.

Actividades

• • Producto

• Secuencia didáctica.

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Productos y su ponderación en la evaluación. Anexos. • Propuesta de rúbrica para evaluar el portafolio • Propuesta de rúbrica para autoevaluación • Propuesta de rúbrica para coevaluación.

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Material recortable