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Lecciones 18–22 Prevención de la oxidación Preparar
En las lecciones anteriores, los estudiantes aprendieron sobre la naturaleza particulada de la materia y cómo el calentamiento, el enfriamiento y la mezcla pueden cambiar las sustancias. En las Lecciones 18 a 22, los estudiantes imaginan, planifican y crean múltiples soluciones (SEP.6) para aplicar su conocimiento sobre cómo mezclar puede formar sustancias nuevas para la prevención de la oxidación en el hierro. Los estudiantes monitorean los cambios en las propiedades del hierro (CC.7) a lo largo de múltiples lecciones y usan esos datos para mejorar sus diseños (ETS1.C). A lo largo del proceso, los estudiantes comparten y reflexionan sobre sus soluciones con sus compañeros (ETS1.B) y, finalmente, presentan sus hallazgos a la clase en la Lección 21. En la Lección 22, los estudiantes aprenden cómo los ingenieros modernos ayudaron a restaurar la estructura interna de la Estatua de la Libertad para prevenir la oxidación futura.
Aprendizaje del estudiante
Enunciado del conocimiento por adquirir
Las propiedades de las sustancias se pueden aplicar para resolver problemas de ingeniería.
Aplicación de conceptos Tarea Desafío de ingeniería
¿Cómo podemos aplicar nuestros conocimientos sobre las sustancias para resolver un problema?
Objetivos
▪ Lecciones 18–22: aplicar el proceso de diseño de ingeniería para diseñar y probar soluciones que eviten que el hierro se oxide
Estándares abordados
3–5-ETS1-3 Planificar y llevar a cabo pruebas controladas en las que se controlan las variables y se consideran los puntos de falla para identificar los aspectos de un modelo o prototipo que se pueden mejorar (Demostración)
5-PS1-4 Conducir una investigación para determinar si la mezcla de dos o más sustancias da lugar a sustancias nuevas (Demostración)
Prácticas de ciencia e ingeniería Ideas básicas de la disciplina Conceptos interdisciplinarios
SEP.3: Planificar y llevar a cabo investigaciones
▪ Planificar y realizar una investigación de forma colaborativa para producir datos que sienten las bases para la evidencia mediante pruebas controladas, en las cuales se controlan las variables y se considera la cantidad de pruebas
SEP.6: Construir explicaciones y diseñar soluciones
▪ Crear y comparar múltiples posibles soluciones a un problema evaluando en qué medida cada una cumple con los criterios y las limitaciones para el diseño de la solución
ETS1.B: Desarrollar posibles soluciones
▪ A menudo, las pruebas se diseñan para identificar los puntos de falla o los problemas que sugieren los elementos del diseño que se deben mejorar.
EST1.C: Optimizar la solución
▪ Se deben probar diferentes soluciones para determinar cuál de ellas resuelve mejor el problema considerando los criterios y las limitaciones.
PS1.B: Reacciones químicas
▪ Cuando se mezclan dos o más sustancias diferentes, se puede formar una sustancia nueva con propiedades diferentes.
CC.2: Causa y efecto
▪ Se identifican y prueban regularmente las relaciones de causa y efecto, y se utilizan para explicar los cambios.
CC.7: Estabilidad y cambio
▪ El cambio se mide en términos de diferencias a lo largo del tiempo y puede ocurrir a diferentes velocidades.
Materiales
Estudiante Cuaderno de ciencias (Guías de actividad A y C de la Lección 18)
Cuaderno de ciencias (Guía de actividad B de la Lección 18)
Materiales para la observación (por grupo): clavo de hierro, vaso de plástico transparente de 9 onzas lleno de agua
Desafío de ingeniería (por grupo): 4 clavos de hierro, 4 vasos de plástico transparente de 9 onzas llenos de agua
Acceso a: pintura blanca (sin látex), cera para automóviles, aceite de coco, pegamento blanco, barniz de uñas transparente, grasa de motor, vasos y cucharas de plástico y cualquier artículo que traigan de casa y que el maestro apruebe.
Cuaderno de ciencias (Guía de actividad de la Lección 21)
Maestro Fotografía de una lámpara de bronce restaurada: http://phdsci.link/1185
Proceso de diseño de ingeniería (Recurso A de la Lección 18)
Cuadro en blanco del proceso de diseño de ingeniería (Recurso B de la Lección 18)
“Statue of Liberty Will Be Closed for Restoration in 1984 for as Long as a Year” (La Estatua de la Libertad estará cerrada por restauración en 1984 por un año) (New York Times 1982): http://phdsci.link/1184
Control del desafío de ingeniería: clavo de hierro, vaso de plástico transparente de 9 onzas lleno de agua
“Engineers Fix Original Defects in the Statue” (Ingenieros reparan defectos originales de la estatua) (Sims 1985): http://phdsci.link/1186
Lección 18 Lección 19 Lección 20 Lección 21 Lección 22
Tabla de anclaje, modelo de anclaje ●
Preparación Preparar el video “Conserving Bronze: The Lamp with Erotes from Vani” (Conservando el bronce: la lámpara con los Erotes de Vani) (J. Paul Getty Trust 2009) para comenzar en 0:22: http://phdsci.link/1183 ●
