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Lección 3
Objetivo: observar las características de los diferentes sólidos para determinar sus propiedades
Iniciar
5 minutos
Muestre a los estudiantes los cubos de cobre, hierro y granito. Explique que estos cubos se pueden usar para investigar cómo eran los materiales que componen la Estatua de la Libertad cuando era nueva. Invite a los estudiantes a que compartan sus observaciones iniciales con la clase.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ El cubo de cobre es café y brillante, como la Estatua de la Libertad cuando se construyó.
▪ El cubo de hierro es plateado oscuro.
▪ El cubo de granito tiene colores diferentes y se ve manchado.
▪ El cubo de granito tiene bordes redondeados, pero los cubos de hierro y cobre tienen esquinas afiladas.
▪ Todos los cubos son casi del mismo tamaño.
Pida a los estudiantes que usen la rutina de Anotar–trabajar en parejas–compartir algo que quieran saber sobre cada uno de los tres materiales.
► ¿Qué quieres saber sobre el cobre, el hierro y el granito que componen la Estatua de la Libertad?
▪ Quiero saber por qué el cobre se vuelve verde.
▪ ¿Por qué el granito no cambió? ¿Es porque es una roca y no un metal?
▪ ¿Que le sucedió al esqueleto de hierro? No hemos encontrado ninguna información sobre lo que sucedió con los materiales dentro de la estatua.
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Agenda
Iniciar (5 minutos)
Aprender (30 minutos)
▪ Investigar las propiedades de los materiales (20 minutos)
▪ Pesar objetos (10 minutos)
Cerrar (10 minutos)
Nota para el maestro
En la rutina didáctica de Anotar–trabajar en parejas–compartir, plantee una pregunta y dé tiempo a los estudiantes para que escriban sus respuestas. Los estudiantes comparten sus respuestas con un compañero. Luego, las parejas comparten sus respuestas con grupos pequeños o con la clase entera. No todos los estudiantes deben compartir sus respuestas en el grupo más grande.
Anotar–trabajar en parejas–compartir permite a cada estudiante considerar sus pensamientos sobre una pregunta y luego discutirla en colaboración con sus compañeros.
Pida a los estudiantes que agreguen cualquiera de estas preguntas adicionales a la cartelera de la pregunta guía. Luego, presente la Pregunta del fenómeno ¿Qué hace que un material sea diferente de otro? y pida a los estudiantes que registren esta pregunta en el Registro de preguntas del módulo de sus Cuadernos de ciencias.
Aprender
30 minutos
Investigar las propiedades de los materiales
20 minutos
Explique que antes de que los estudiantes comiencen a hacer observaciones en las estaciones de los materiales, la clase debe llegar a un acuerdo sobre cómo describir los materiales y sus propiedades. Utilizar un lenguaje común facilitará a los estudiantes compartir sus observaciones y compararlas con las de sus compañeros. Luego, pida a los estudiantes que piensen en maneras adicionales para describir los cubos.
► ¿Cómo podríamos observar otras características más allá del color y la forma de los cubos?
▪ Creo que deberíamos sentir los cubos.
▪ Podríamos ver cuán duros son los cubos golpeándolos entre sí. ¿Quizás el metal podría romper la piedra?
Explique que hay muchas maneras de observar y medir las propiedades de un material. Muestre a los estudiantes los materiales que usarán en la investigación, incluyendo el clavo y el imán.
Nota de seguridad
Las estaciones de materiales representan peligros potenciales. Revise estas medidas de seguridad para minimizar los riesgos:
▪ Maneja el imán y el clavo con cuidado.
▪ No coloques los dedos entre el imán y los metales.
▪ No intentes rayar los que se están probando.
▪ Usa las gafas de protección en todo momento durante la investigación.
Nota para el maestro
En las lecciones subsiguientes, continúe indicando a los estudiantes que registren las nuevas Preguntas del fenómeno en el Registro de preguntas del módulo.
Nota para el maestro
El lenguaje específico acordado puede variar según la clase, pero los estudiantes deben usar el mismo lenguaje de manera consistente. Los estudiantes aprenderán términos precisos para los materiales y sus propiedades en la siguiente lección.
Muestre a los estudiantes cómo usar el clavo para probar la dureza de un material. Cuando comience la investigación, los estudiantes intentarán rayar con cuidado los diferentes materiales usando el clavo y registrarán si el clavo puede rayar cada uno de los materiales.
Divida a la clase en grupos. Luego, los estudiantes trabajan en sus grupos para probar la dureza de los cubos y ver cómo reaccionan los cubos ante un imán y hacer observaciones adicionales. Mientras los estudiantes trabajan, deben registrar sus observaciones en el cuadro comparativo en sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 3).
Ejemplo del cuadro comparativo:
Cobre Hierro Granito
Nota para el maestro
Los grupos rotarán una vez a cada estación. Considere dividir la clase en nueve grupos para que tres grupos puedan trabajar en una estación simultáneamente.
Diferenciación
▪ café
▪ brillante
▪ liso
▪ más pesado que el granito
▪ se raya con un clavo
▪ no lo atrae el imán
▪ plateado oscuro
▪ no es brillante
▪ liso
▪ más pesado que el granito
▪ no se raya con el clavo
▪ lo atrae el imán
Verificación de la comprensión
▪ más de un color
▪ opaco con algunas manchas brillantes
▪ rugoso
▪ más ligero que el hierro y el cobre
▪ se raya con un clavo
▪ no lo atrae el imán
A medida que los estudiantes trabajen juntos para identificar las propiedades de cada material, esté atento a que los estudiantes hagan observaciones minuciosas.
Evidencia
Observe y escuche la evidencia de que
▪ todos los estudiantes enumeren cuatro o cinco propiedades para cada material; y
▪ estas propiedades incluyan (como mínimo) color, textura, dureza y la reacción a fuerzas agnéticas.
Próximos pasos
Si para los grupos es difícil identificar propiedades clave, haga preguntas para determinar cómo los estudiantes están haciendo observaciones. Invite a los estudiantes a expandir sus observaciones usando las herramientas o los sentidos que no han intentado usar (p. ej., tocar).
Cuando los estudiantes hayan registrado las observaciones de los tres materiales, vuelvan a agruparse como clase y analicen las similitudes y las diferencias que observaron en cada estación. A medida que los estudiantes compartan sus observaciones, haga una lista en la cartelera al registrar las diferentes propiedades que describen.
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Considere la agrupación heterogénea para apoyar a los estudiantes de diferentes capacidades.
► ¿Qué similitudes observaste entre los materiales?
▪ Todos son sólidos.
▪ Todos son duros.
► ¿En qué se diferencian los materiales?
▪ Son de colores diferentes.
▪ El cobre es más brillante que el hierro o el granito.
▪ Los cubos de hierro y de cobre son más pesados que el cubo de granito.
▪ El clavo rayó el cobre, pero no el hierro ni el granito.
▪ El imán se adhiere al hierro, pero no se adhiere al granito ni al cobre.
Explique a los estudiantes que han descrito algunas de las propiedades de los materiales que componen la Estatua de la Libertad. Aclare que las propiedades de un material se pueden usar para identificar el material.
Aprendizaje del inglés
La palabra property se usa constantemente a lo largo del módulo. Los estudiantes que estén aprendiendo inglés se pueden beneficiar de la introducción explícita del término property usando el proceso descrito en la Guía de implementación. El cognado en español propiedad podría ser útil. Analice los significados de property en un contexto diferente, como que un lápiz es largo y amarillo, o que una goma de borrar es rosa y flexible.
Coloque la lista de las propiedades en el salón de clase cerca de la cartelera de la pregunta guía y el modelo de anclaje. Haga referencia y agregue a esta lista a lo largo del módulo. A medida que se agregan propiedades a la lista, analicen lo que significan esos términos.
Ejemplo de la lista de propiedades de los materiales de la clase:
Propiedades de los materiales
▪ Color
▪ Textura
▪ Dureza
▪ Reacción a fuerzas magnéticas
Nota para el maestro
Si los estudiantes no observan los pesos relativos de los cubos, haga preguntas de seguimiento como ¿Trató alguien de levantar los cubos? ¿Qué observaste?
Nota para el maestro
En el 2.° nivel, los estudiantes aprendieron que las propiedades de los materiales observables se pueden usar para clasificar los materiales. En el 5.° nivel, los estudiantes profundizan esta comprensión al comparar los materiales y usar sus propiedades para identificarlos.
Nota para el maestro
Los estudiantes pueden o no identificar todas las propiedades enumeradas en esta lista de ejemplos. Recuerde a los estudiantes el término textura, que se definió en el Módulo 1 de 4.° nivel. Si los estudiantes observan que los metales se calientan cuando se sostienen, comente con ellos que la capacidad de una sustancia para transferir energía es una propiedad llamada conductividad, y agréguela a la lista. Esta discusión también se puede ampliar si los estudiantes usaron cables de cobre para transferir energía eléctrica de un lugar a otro durante su exploración de energía en 4.° nivel.
Pregunte a los estudiantes cómo podrían investigar los pesos de los diferentes cubos para describirlos mejor. Use las respuestas de los estudiantes para sugerirles que usen una báscula para pesar cada cubo.
Pesar objetos 10 minutos
Muestre a los estudiantes la báscula electrónica. Luego, analice las unidades que los estudiantes deben usar para describir el peso de cada cubo. Explique que la báscula producirá medidas en una medida métrica llamada gramos. Recuerde a los estudiantes que esta unidad podría resultarles conocida debido a la instrucción matemática anterior sobre la medición de masa. Aclare que en este momento, los estudiantes usarán las ideas de peso y masa de manera intercambiable y a medida que profundicen su conocimiento científico en niveles posteriores, explorarán situaciones en las que será útil distinguir entre los dos conceptos.
Nota para el maestro
Desde kínder hasta 5.° nivel, no se ha hecho distinción entre peso y masa. Es aceptable que los estudiantes usen los dos términos de manera intercambiable; sin embargo, en el 5.° nivel, se evaluará a los estudiantes usando sólo el término peso. En niveles posteriores, los estudiantes definirán la masa como la cantidad de materia en un objeto y el peso como una medida del efecto de la gravedad en un objeto (una fuerza). En este nivel, los maestros pueden determinar qué tan a fondo quieren explorar estas ideas para satisfacer la curiosidad de los estudiantes sobre la diferencia entre los dos conceptos.
Conexión entre asignaturas: Matemáticas
Se les presentan a los estudiantes los términos gramo y kilogramo en Matemáticas de 3.er grado, y aprenden a convertir entre dos unidades de medida en Matemáticas de 5.° grado (CCSS.Contenido de matemáticas.3.MD.A.2, 4.MD.A.1, 4.MD.A.2, 5.MD.A.1) (Centro NGA, CCSSO 2010b). Continúe desarrollando estas habilidades de matemáticas a lo largo de este módulo a medida que los estudiantes pesan objetos y aprenden sobre la conservación de la materia.
Explique que al trabajar con una báscula electrónica, los estudiantes deben seguir estos pasos para garantizar una medida precisa:
▪ Verifica que la báscula esté en una superficie plana.
▪ Presiona el botón tare (tara) si la balanza no marca inicialmente 0 gramos.
▪ Registra el peso del recipiente si se usa uno.
Demuestre cómo presionar el botón tare. Coloque un cubo en la báscula y pídale a un estudiante que lea el peso. Registre la cantidad en la pizarra. Pida a los estudiantes voluntarios que midan el peso de cada cubo restante y escriban las cantidades en la pizarra. Pida a los estudiantes que actualicen el peso de cada cubo en sus cuadros comparativos.
Nota para el maestro
Los estudiantes usan recipientes para medir las sustancias líquidas y sólidas a partir de la Lección 13. Recuerde a los estudiantes cuáles son las prácticas adecuadas, y demuestre cómo encontrar el peso de la sustancia restando el peso del recipiente.
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► ¿Cómo scomparan los pesos de los cubos?
▪ El cubo de cobre es el más pesado y el cubo de granito es el más ligero.
► Todos los cubos son casi del mismo tamaño. ¿Qué nos dice eso sobre cada material?
▪ De los tres materiales, el cobre es el más pesado, el hierro está en el medio y el granito es el más ligero.
▪ Un pedazo de granito es mucho más ligero que un pedazo de hierro o cobre.
► ¿Deberíamos agregar el peso a nuestra lista de propiedades?
▪ Sí, porque cada cubo tenía un peso diferente.
▪ Creo que no porque el peso de algo depende de la cantidad que tengas.
Explique que el peso es una medida útil que los estudiantes usarán a lo largo del módulo, pero no es una propiedad que se pueda usar para identificar un material. Pida a los estudiantes que imaginen una canica de vidrio y un vaso de precipitado. Los dos objetos están hechos de vidrio, pero una báscula mostraría que tienen diferentes pesos.
Nota para el maestro
Invite a los estudiantes a usar la rutina de Pensar–trabajar en parejas–compartir acerca de su aprendizaje durante la lección antes de reflexionar con toda la clase.
► ¿Qué hemos aprendido acerca de describir con precisión las propiedades de los materiales?
▪ Hay muchas maneras de describir los materiales. Puedes observar su color, textura, dureza y si el imán los atrae.
▪ Es útil hablar con otras personas acerca de lo que observaste. Ellos podrán entender mejor cuando describas algo.
Repase el modelo de anclaje. Tenga en cuenta que los estudiantes ya han explorado las propiedades de los materiales usados para construir la Estatua de la Libertad. Trabaje con los estudiantes para identificar otros materiales o condiciones alrededor de la estatua que también podrían explicar cómo la estatua puede haber cambiado con el paso del tiempo. Haga preguntas de seguimiento, como ¿Qué más ves alrededor de la estatua? ¿Cómo podrían los cambios en el clima afectar la estatua?
En la escuela intermedia, los estudiantes aprenden que los científicos identifican materiales a través de sus propiedades físicas (las características de la sustancia misma) y las propiedades químicas (las características que muestran cómo la sustancia interactúa con otras sustancias). A medida que su aprendizaje continúa en secundaria y más adelante, también pueden aprender que las propiedades físicas de los materiales se pueden clasificar como propiedades extensivas e intensivas, donde las propiedades extensivas son las características que dependen de la cantidad de la sustancia (p. ej., masa, volumen) y las propiedades intensivas son las características independientes de la cantidad de la sustancia (p. ej., densidad, punto de fusión).
Pregunte a los estudiantes qué materiales necesitarán estudiar para saber si estos componentes tuvieron que ver con los cambios de la Estatua de la Libertad.
Ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
▪ Necesitamos ver el agua en el océano y el agua que cae sobre la estatua cuando llueve.
▪ Debemos observar un poco de agua salada y un poco de agua de lluvia para ver si tienen propiedades diferentes.
Confirme que los estudiantes aún necesitan investigar las propiedades del agua de océano y de lluvia porque pueden haber afectado la apariencia de la estatua con el paso del tiempo.
Tarea opcional
Invite a los estudiantes a desafiarse entre ellos o a un integrante de la familia en casa para que adivinen un material en base a la descripción de sus propiedades.
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