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Contenido general del módulo
Pregunta Esencial
¿Qué hizo que la Estatua de la Libertad cambiara con el paso del tiempo?
Introducción
La pátina [de la Estatua de la Libertad] es una parte orgánica de su calidad artesanal. La pátina es una estructura cristalina; no es opaca como la pintura. La estás viendo. ... La pátina ha estado creciendo durante ciento treinta años.
—Ian Frazier, 2016
A lo largo del módulo, los estudiantes describen y exploran los cambios en la apariencia de la Estatua de la Libertad, qué es el fenómeno de anclaje, y responden la Pregunta esencial: ¿Qué hizo que la Estatua de la Libertad cambiara con el paso del tiempo? A medida que aprenden sobre cada concepto nuevo, los estudiantes revisan y perfeccionan un modelo para representar lo que entienden sobre por qué la apariencia de la Estatua de la Libertad ha cambiado con el tiempo. Al final del módulo, los estudiantes usan su conocimiento sobre la materia y cómo cambia para explicar el fenómeno de anclaje y aplicar estos conceptos en contextos nuevos. A través de estas experiencias, los estudiantes comienzan a desarrollar la comprensión definitiva de que el calentamiento y la mezcla sustancias puede dar lugar a la formación de sustancias nuevas y que se pueden explicar dichos cambios mediante el uso de un modelo de partículas de la materia.
Las lecciones 1 a 8 abordan la Pregunta enfocada del Concepto 1: ¿Cómo describimos los distintos materiales? Los estudiantes observan las propiedades de los sólidos, líquidos y gases, y comienzan a usar estas propiedades para distinguir diferentes materiales. En las Lecciones 1 y 2, los estudiantes comparan imágenes actuales e históricas de la Estatua de la Libertad. El maestro presenta a los estudiantes el texto Statue of Liberty: A Tale of Two Countries (La Estatua de la Libertad: un cuento de dos países) de Elizabeth Mann (2011) para aprender acerca de la construcción de la estatua y los materiales que usaron para construirla. Los estudiantes usan esta información para desarrollar un modelo inicial que explique el cambio de color de la estatua. En las Lecciones 3 y 4, los estudiantes estudian las propiedades de los tres materiales primarios que componen la estatua y su base (cobre, hierro y granito) y comienzan a resumir su conocimiento en una tabla de anclaje. En las Lecciones 5 y 6, los estudiantes comienzan a explorar otras sustancias en el entorno de la estatua. Primero, reúnen evidencia de que el aire se compone de materia al inflar un balón con aire y observar que su peso aumenta. Los estudiantes luego determinan que esta materia consiste de partículas pequeñas que se mueven en un espacio vacío cuando ven que el aire se puede expandir y contraer dentro de una jeringa. En las Lecciones 7 y 8, los estudiantes investigan los olores y el modelo de cómo las partículas de gas se esparcen en un recipiente. También se basan en los conceptos presentados en 4.° nivel para demostrar cómo se mueven las partículas de gas en líneas rectas hasta que colisionan con otro objeto. Los estudiantes aplican después su conocimiento nuevo al fenómeno de anclaje y actualizan el modelo de anclaje.
En las Lecciones 9 a 12, los estudiantes exploran la Pregunta enfocada del Concepto 2: ¿Cómo afectan a las sustancias los cambios de temperatura? Los estudiantes desarrollan una comprensión de que cambiar la temperatura de una sustancia puede provocar un cambio en el estado o provocar que se forme una sustancia nueva. En las Lecciones 9 y 10, los estudiantes exploran cómo cambiar la temperatura del agua afecta sus propiedades e investigan la relación entre el estado de una sustancia y su energía. Luego amplían su modelo de partículas de gases para representar cambios de estado tanto en líquidos como en sólidos. Los estudiantes usan la evidencia de sus investigaciones para argumentar que toda la materia se compone de partículas demasiado pequeñas para ver a simple vista. En las Lecciones 11 y 12, los estudiantes exploran los efectos del cambio de temperatura en una variedad de sustancias, incluyendo las que se usaron para construir la Estatua de la Libertad. A través de la investigación, los estudiantes determinan si es posible que el calentamiento o enfriamiento sea la causa de los cambios que observaron en la estatua.
Las Lecciones 13 a 17 abordan la Pregunta enfocada del Concepto 3: ¿Qué sucede cuando se mezclan sustancias? Los estudiantes aplican su conocimiento acerca de las propiedades de la materia para identificar la formación de sustancias nuevas. En las Lecciones 13 y 14, los estudiantes investigan cómo se comportan las sustancias cuando se mezclan. Después de disolver la sal en agua, los estudiantes hierven el agua y observan que la sal permanece y retiene las mismas propiedades. Los estudiantes usan sus hallazgos como evidencia para explicar que no se forma una sustancia nueva en una mezcla. Luego, los estudiantes usan su modelo de partículas para explicar cómo la sal parece desaparecer en el agua. En las Lecciones 15 a 17, los estudiantes exploran las combinaciones de sustancias que dan como resultado sustancias nuevas. A medida que investigan la reacción química del bicarbonato de sodio con el vinagre, los estudiantes miden una disminución de peso debido a la formación de un gas. Cuando los estudiantes repiten la investigación dentro de una bolsa de plástico sellada, observan que, de hecho, el peso total de la materia se conserva. Para explorar cómo la mezcla podría explicar el fenómeno de anclaje, los estudiantes mezclan sal, vinagre y cobre para desarrollar cardenillo en las muestras de cobre. Los estudiantes aplican este descubrimiento al fenómeno de la Estatua de la Libertad y hacen sus actualizaciones finales al modelo de anclaje y a la tabla de anclaje.
En las Lecciones 18 a 26, los estudiantes aplican su conocimiento de la materia y sus cambios en un desafío de ingeniería y en la Evaluación final del módulo, consolidando su respuesta de la Pregunta esencial: ¿Qué hizo que la Estatua de la Libertad cambiara con el paso del tiempo? En la Lección 18, los estudiantes aprenden acerca de la restauración de una lámpara de bronce severamente oxidada de la antigua Vani. En las Lecciones 19 a 22, los grupos de estudiantes aplican el proceso de diseño de ingeniería para desarrollar soluciones al problema de oxidación dentro de la Estatua de la Libertad. Los estudiantes hacen un modelo del esqueleto de la estatua con clavos de hierro, cubriéndolos con sustancias que podrían prevenir la oxidación. Luego, los grupos hacen una presentación en clase para compartir los resultados de sus soluciones. En la Lección 23, los estudiantes participan en un Debate socrático, donde repasan las preguntas del módulo y sintetizan su conocimiento. En las Lecciones 24 y 25, los estudiantes aplican sus conocimientos conceptuales en una Evaluación final del módulo de dos partes. Por último, la clase reflexiona sobre la Evaluación final del módulo en la Lección 26, dando una oportunidad al maestro y a los estudiantes de repasar los conceptos que necesitan más explicación y de aclarar las ideas equivocadas.
