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Lección 13
Objetivo: aplicar el proceso de diseño de ingeniería para diseñar una estructura para disminuir los daños relacionados con la erosión
Iniciar
3 minutos
El primer día de este desafío de ingeniería, repase la Pregunta del fenómeno de la lección: ¿Cómo pueden las personas disminuir el daño relacionado con la erosión? Luego, pida a los estudiantes que recapitulen ideas clave de la lección anterior sobre cómo los aludes pueden dañar las casas. Indique a los estudiantes que seguirán los pasos de los hermanos Wright para imaginar, planificar y crear un prototipo que funcione bajo diferentes condiciones.
Aprender
40 minutos
Preguntar sobre un problema de ingeniería 10 minutos
Muestre la fotografía de una casa destruida por un alud (Recurso C de la Lección 12). Indique a los estudiantes que imaginen el escenario del desafío de ingeniería descrito.
Agenda
Iniciar (3 minutos)
Aprender (40 minutos)
Preguntar sobre un problema de ingeniería (10 minutos)
Imaginar una solución (10 minutos)
Planificar una solución (20 minutos)
Cerrar (2 minutos)
Diferenciación
En esta lección, se les pide varias veces a los estudiantes que prueben un prototipo bajo diferentes condiciones. Compartir el cognado en inglés condition puede ser útil.
Vives en una zona afectada por aludes que están relacionados con la erosión. Mucha gente construye casas en las colinas o cerca de ellas, como la casa de la fotografía. Diseña un sistema para proteger las casas construidas en las colinas o cerca de ellas contra la erosión. Construir casas lejos de las colinas no es una opción.
Pida a los estudiantes que resuman el problema y que lo registren en la sección Pregunta de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 13).
Ejemplo de resumen de un problema:
La erosión daña las casas en la colina.
Discutan los criterios y las limitaciones que sus soluciones al problema deben cumplir y pida a los estudiantes que los registren en la sección Pregunta de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 13).
Aprendizaje del inglés
Las palabras criteria y constraints se usan constantemente en este módulo. Presente estos términos de forma explícita. Compartir el cognado en español de criteria (criterios) puede ser útil.
Para ayudar a los estudiantes a determinar los criterios para sus soluciones, hágales las siguientes preguntas:
¿Cuál es una velocidad de erosión aceptable para la tierra en la que se construye una casa y su patio?
No debería haber erosión alrededor de la casa. La erosión podría dañar la casa.
¿Cómo sabrán si está ocurriendo la erosión? ¿Qué podrían ver?
La tierra se movería hacia los lados de la casa o movería la casa.
La casa se podría caer.
Para ayudar a los estudiantes a determinar las limitaciones, hágales las siguientes preguntas:
Cuando diseñan su solución, ¿qué limitaciones deben considerar?
No podemos probar esto en una casa real, por lo que debe caber en la mesa de corriente de agua.
Así es como representaremos el escenario y probaremos la erosión.
Solo podemos usar materiales del salón de clase o de la casa.
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Nota para el maestro
Si es necesario, repase los significados de los términos criterios y limitaciones, que se presentaron a los estudiantes en la Lección 12.
Criterios: qué se necesita; cuáles son los requisitos
Limitaciones: qué es posible; cuáles son las restricciones
Diferenciación
A medida que los estudiantes discuten y registran los criterios y limitaciones, considere proporcionar esquemas de oraciones para ayudar a los estudiantes que estén aprendiendo inglés y a los que tienen dificultades para escribir. The house must ______. The solution must ______.
¿Qué otros problemas deben considerar al momento de diseñar la solución?
La casa aún debe ser accesible; las personas que viven allí necesitan entrar y salir.
Ejemplo de criterios y limitaciones:
CriteriosLimitaciones
La casa debe permanecer en su posición inicial después de diferentes cantidades de lluvia.
La tierra alrededor de la casa no se puede erosionar.
La solución debe caber dentro de la mesa de corriente de agua.
La solución debe permitir que la casa permanezca accesible antes y después de la lluvia.
Se debe construir la solución solamente usando una combinación de materiales de la clase y materiales de la casa.
Para ayudar a los estudiantes a determinar diferentes condiciones (varias cantidades de lluvia), bajo las cuales probar sus soluciones, haga la siguiente pregunta:
¿Cómo podemos imitar diferentes cantidades de lluvia para asegurarnos de que nuestra solución funciona en todas las condiciones?
Podemos usar vasos con diferentes cantidades de agujeros en el fondo. Un agujero sería una pequeña cantidad de lluvia y más agujeros serían más lluvia.
Imaginar una solución 10 minutos
Repase las expectativas de la clase para el trabajo en grupo y asigne los grupos de estudiantes para el desafío de ingeniería.
Dirija la atención de los estudiantes a la tabla de anclaje y al modelo de anclaje que vieron antes en el módulo. Procure que los grupos usen sus conocimientos de la erosión que adquirieron en las lecciones anteriores a medida que comparten soluciones. Pida a los grupos que registren sus razonamientos en la sección Imagina de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 13). Luego pida a los estudiantes que repasen el problema de ingeniería, los criterios y las limitaciones, y que seleccionen una solución que van a diseñar y probar.
Nota para el maestro
Considere usar los mismos grupos de la Lección 10 para que los estudiantes puedan usar el plan para probar la velocidad de erosión que desarrollaron en esa lección (si corresponde).
Planificar una solución 20 minutos
Después de que los grupos seleccionen una idea, pídales que creen un diagrama y una lista con los materiales necesarios en la sección Planifica de sus Cuadernos de ciencias (Guía de actividad de la Lección 13). Las respuestas variarán según el grupo.
Ejemplo de diagramas:
Construir un muro de cemento
Cavar fosas para desviar el agua de la casa
Nota para el maestro
Los estudiantes pueden generar ideas para soluciones poco realistas. Procure que los estudiantes consideren diseños prácticos. Use preguntas como estas para guiarlos hacia soluciones realistas: ¿Cuánto costaría? ¿Podríamos realmente construir esto? ¿Cómo funcionaría eso?
Pregunta de la Guía de actividad de la Lección 13 y ejemplo de las respuestas de los estudiantes:
¿Qué materiales necesitarás para construir tu prototipo?
Podemos usar arcilla para representar la construcción de una pared detrás de la casa.
Necesitamos algunos bloques de construcción porque decidimos construir un muro de bloques detrás de la casa.
Necesitamos pasto, hojas y plantas pequeñas porque decidimos agregar más plantas detrás de la casa.
Cerrar 2 minutos
Permita que los estudiantes se vuelvan a agrupar y hablen sobre qué materiales comunes, baratos y reutilizables puede traer de la casa cada integrante del grupo para comenzar a construir sus prototipos en la siguiente lección.
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Aprendizaje del inglés
Comprender el término prototype (sustantivo) es necesario para participar completamente en el desafío de ingeniería. Compartir el cognado en español prototipo puede ser útil.
