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Lección 19
Objetivo: aplicar el proceso de diseño de ingeniería para diseñar y probar soluciones que eviten que el hierro se oxide
Agenda
Iniciar (10 minutos)
Aprender (30 minutos)
▪ Planificar soluciones (15 minutos)
▪ Crear y probar soluciones (15 minutos)
Cerrar (5 minutos)
Para comenzar, muestre a los estudiantes algunos materiales, tales como pintura blanca, cera para automóviles, aceite de coco, pegamento blanco, barniz de uñas transparente y grasa para motor, a los que tendrán acceso cuando prueben las soluciones. Explique que estos materiales estarán disponibles para cada grupo, además de los materiales que los estudiantes traigan de casa. Reúna los materiales donde estén fácilmente disponibles para los estudiantes. Para cada material, proporcione vasos y cucharas de plástico que los estudiantes puedan usar para recolectar una muestra. Para el barniz de uñas, los estudiantes pueden usar la brocha que viene incluida. Considere proporcionar varios frascos de barniz para que los diferentes grupos puedan usarlos simultáneamente.
Nota para el maestro
Muchos grupos cubrirán el clavo con una sola sustancia (p. ej., un clavo cubierto con barniz de uñas, otro clavo cubierto con cera). Sin embargo, algunos grupos podrían querer explorar combinaciones de sustancias. Es importante instruir a los estudiantes a medida que imaginan y planifican soluciones para que puedan identificar qué aspectos de sus soluciones son exitosas y cuáles necesitan volver a pensar. Por ejemplo, si un grupo prueba el barniz de uñas mezclado con pintura, los integrantes del grupo no podrán determinar qué material hizo que su solución fuera eficaz o ineficaz. En este punto del proceso de diseño, pida a los grupos que se concentren en soluciones con una variable. Explique que los estudiantes tendrán la oportunidad de explorar soluciones con múltiples variables durante la etapa Mejorar del proceso de diseño de ingeniería.
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Pida a cada grupo que se junte y comente ideas nuevas para las soluciones y registre su reflexión en la sección Imagina de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad C de la Lección 18). Visite cada grupo y escuche las ideas de los estudiantes a medida que las comparten. Tome nota de algunas soluciones que serán factibles para las pruebas en el salón de clase y otras que no lo serán.
Aprender
30 minutos
Planificar soluciones
15 minutos
Pida a los estudiantes que trabajen con sus grupos para planificar dos soluciones a investigar. Los estudiantes deben decidir qué materiales necesitarán y cómo llevarán a cabo la prueba, y luego deben registrar esta información en la sección Planifica de sus Cuadernos de ciencias. Recuerde a los estudiantes que todos los grupos tendrán la oportunidad de probar dos soluciones diferentes en dos clavos diferentes.
Cuando cada grupo haya desarrollado un plan para probar dos soluciones, pida a los estudiantes que reúnan los materiales que necesitarán para la prueba. Antes de la prueba, revise las expectativas para el trabajo en grupo y las reglas de seguridad.
Nota de seguridad
Se deben seguir las siguientes medidas de seguridad a lo largo del desafío de ingeniería. Considere exhibirlas en el salón de clase para que los estudiantes las consulten a lo largo del desafío de ingeniería.
▪ Ten cuidado cuando uses los clavos para evitar lesiones.
▪ Usa las gafas de protección y los guantes cuando trabajes con las sustancias.
▪ No pruebes ni bebas nada mientras trabajas con sustancias.
▪ Siempre usa la técnica de arrastrar el aire para oler sustancias.
▪ Avisa de inmediato al maestro si se produce algún derrame.
Recuerde a los estudiantes que pidan ayuda si tienen alguna pregunta sobre cómo desechar las sustancias adecuadamente.
Nota para el maestro
Si los estudiantes completaron la tarea opcional de la lección anterior, pídales que compartan ideas para buscar soluciones con sus grupos.
Crear y probar soluciones 15 minutos
Pida a todos los grupos que usen este momento para implementar sus planes y preparar los clavos para la prueba y, si fuera necesario, que dejen que el clavo se seque después de aplicarle una sustancia.
A medida que los grupos esperan que sus soluciones se sequen, pida a los estudiantes que observen y registren las propiedades de los materiales que usaron en la sección Crea de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad C de la Lección 18).
Cuando todos los grupos hayan implementado sus dos soluciones y los clavos se hayan secado, pídales a los grupos que coloquen cada clavo en un vaso de agua para remojarlos durante la noche. Recuerde a los estudiantes que etiqueten sus vasos para que puedan realizar un seguimiento acerca de cómo actúa de cada solución.
Cerrar 5 minutos
Pida a los grupos que escriban una predicción en la sección Planificar de sus Cuadernos de ciencias de cómo cada una de sus soluciones afectará la oxidación del clavo.
Explique que los grupos probarán los efectos de sus soluciones en el clavo, pero necesitarán una manera de comparar sus resultados con un clavo que no esté protegido. Explique que los científicos siempre realizan una muestra de un experimento sin presentar variables—lo que se denomina control—para poder ver exactamente qué efecto tuvieron sus soluciones; si es que hubo algún efecto.
► ¿Cómo podemos establecer un control para nuestras pruebas?
▪ Podríamos poner un clavo en el agua sin protegerlo.
Coloque un clavo sin recubrimiento en un vaso de agua por separado para que los estudiantes puedan comparar sus resultados con el control. Rotule este vaso Control.
Énfasis en las prácticas de ciencia e ingeniería
Al planificar y llevar a cabo investigaciones (SEP.3), se espera que los estudiantes comiencen a desarrollar y usar controles de forma independiente en la escuela intermedia. Aproveche esta oportunidad para exponer a los estudiantes al concepto de usar un control para medir los resultados durante una investigación.
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