Ciencias naturales 5 fisica y quimica diarioeducacion by Daniel Rodriguez Mendoza

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Guía didáctica

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Guía didáctica NIVEL DE EDUCACIÓN BÁSICA División de Educación General Ministerio de Educación República de Chile 2013

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Guía Didáctica / 5o básico

MINISTERIO DE EDUCACIÓN NIVEL DE EDUCACIÓN BÁSICA

2013

CIENCIAS NATURALES / 5° BÁSICO

2 / Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Guía Didáctica

MÓDULO DIDÁCTICO: CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS 1. PRESENTACIÓN En el marco del mejoramiento continuo de las escuelas, el Nivel de Educación Básica pone a disposición del sistema escolar una serie de Módulos Didácticos para apoyar la implementación curricular en diversos cursos y asignaturas de la Educación Básica. Los Módulos Didácticos constituyen un recurso pedagógico orientado a apoyar la labor de la escuela en las prácticas de planificación y evaluación escolar, modelando la implementación efectiva de las Bases Curriculares, fomentando un clima escolar favorable para el aprendizaje y monitoreando permanentemente este proceso con las y los estudiantes. Los módulos didácticos presentan la siguiente estructura: Guía didáctica: consiste en un recurso para docentes que contiene orientaciones didácticas y propuestas de planes de clases en las que se describen actividades a realizar con las y los estudiantes para los momentos de inicio, desarrollo y cierre. Además, aporta sugerencias para monitorear el aprendizaje, organizar el trabajo colectivo e individual y recomienda tareas. Cuaderno de trabajo para el estudiante: que desarrolla algunas de las actividades señaladas en los planes de clases, y da cuenta de una forma de presentar los desafíos y tareas pertinentes para avanzar hacia el logro de los objetivos de aprendizaje propuestos en el módulo. Evaluación: incluye instrumentos de evaluación con sus respectivas pautas de corrección y orientaciones que evalúan los objetivos de aprendizaje desarrollados en el módulo. Cabe señalar que los módulos propuestos constituyen un modelo de implementación y no dan cuenta por sí mismos de la totalidad de los objetivos de aprendizaje sugeridos para cada curso. Los materiales presentan una cobertura curricular parcial, que los(as) docentes deberán complementar con sus propias planificaciones y propuestas didácticas. De este modo a través de los recursos pedagógicos mencionados, el Nivel de Educación Básica espera contribuir a la labor de los equipos de liderazgo pedagógico, docentes y estudiantes de establecimientos de Educación Básica en el proceso de implementación curricular en vistas al mejoramiento de la calidad de la educación. Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Guía Didáctica /

CIENCIAS NATURALES / 5° BÁSICO 2. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MÓDULO DIDÁCTICO El presente módulo permite acercar a las y los estudiantes a la noción de energía eléctrica y conceptos relacionados, a través de actividades con fuerte énfasis en el desarrollo de habilidades de pensamiento e investigación científica. La primera parte de este Módulo Didáctico incluye actividades que permiten al alumno(a) identificar progresivamente que la materia está formada por partículas que presentan cierta carga eléctrica y desarrollar una definición de energía eléctrica. A continuación construyen circuitos eléctricos simples, para lo cual deberán identificar los componentes básicos que permiten conformar un circuito. Finalmente, el módulo abarca el problema energético nacional, en función del alto consumo que se produce, sobre todo en las grandes ciudades de Chile. Relacionado con esta problemática se pretende visualizar cómo ciertas medidas pueden influir y promocionar el ahorro energético. Estos conceptos centrales presentes en las Bases Curriculares son fundamentales para la comprensión genérica de lo que es la energía eléctrica y sus diferentes transformaciones, lo cual será abordado con más profundidad en los años posteriores. Al mismo tiempo, en 5º año básico el módulo centra el desarrollo de habilidades en la formulación de explicaciones y conclusiones así como la comunicación y propuestas de mejoras a una investigación, sin dejar de lado otras habilidades de investigación científica, como observar, preguntar, identificar variables, aplicar estrategias para organizar información, ente otras. A modo general, cada plan de clases incluye el objetivo de esta y el objetivo de aprendizaje de las Bases Curriculares con el que se relaciona. Particularmente, cada plan de clases se organiza en cuatro acápites diferentes:

a) Antecedentes: incluyen una descripción general de la clase, las actividades que realizarán los alumnos(as), y los conceptos y habilidades que se abordarán en ella. Posteriormente se describen los conocimientos docentes requeridos para realizar la clase, poniendo especial foco en las definiciones conceptuales que la subyacen, y algunas orientaciones pedagógicas para su enseñanza.

Posteriormente se mencionan las preconcepciones del estudiante incluidas en cada plan de clases, destacando aquellas ideas que presentan frecuentemente las y los estudiantes frente a los contenidos que se abordarán en la clase,

4 / Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Guía Didáctica

MÓDULO DIDÁCTICO: CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS especialmente aquellas concepciones erróneas que pueden ser atendidas a través del desarrollo de las actividades propuestas. Finalmente, se incluyen también algunos de los conceptos clave que serán abordados e idealmente desarrollados durante la clase.

b) Inicio: de carácter fundamentalmente operativo, en esta instancia se señalan primero las tareas que deben prepararse con anticipación, si las hay, y luego se realizan preguntas a los alumnos(as) diseñadas para introducir el tema y/o facilitar el acceso a las preconcepciones que ellos(as) tienen respecto de algunos conceptos. c) Desarrollo: describe la actividad propiamente tal a través de un punteo, que debe ser leído paralelamente con el Cuaderno de trabajo del estudiante para una mayor comprensión de la secuencia de la actividad y conocer las preguntas que los alumnos(as) deben responder durante el desarrollo de esta. Se incluyen también aquí como información fundamental para la enseñanza las dificultades que puedan surgir durante la realización de la actividad, de esta forma, se podrán prever y buscar alternativas de solución. d) Cierre: incluye la presentación de algunas ideas para reflexionar con las y los estudiantes acerca de los aprendizajes logrados en la clase, o retomar las preconcepciones. Continúa con una conceptualización de las ideas fuerza que pueden funcionar como indicadores finales de aprendizaje y finaliza con algunas sugerencias de evaluación que la o el docente puede adaptar de acuerdo al tipo de instrumento evaluativo que se utilice.

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CIENCIAS NATURALES / 5° BÁSICO 3. ORIENTACIONES PEDAGÓGICAS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL MÓDULO DIDÁCTICO Los ocho planes de clases que incluye este Módulo Didáctico fueron diseñados para ser abordados en un tiempo estimado de dos horas pedagógicas. El módulo ofrece una cobertura parcial de los objetivos de aprendizaje de las Bases Curriculares propuestos en los Programas de Estudio para el segundo semestre, dado esto, existe tiempo disponible para complementar la implementación del módulo con nuevas clases propuestas por la o el docente para abordar completamente los objetivos de aprendizaje sugeridos en el currículo. Esta aplicación flexible del módulo como instrumento didáctico de apoyo permite un espacio de autonomía para que la o el docente pueda enriquecer la práctica de aula, utilizando diversas herramientas didácticas y metodológicas para su labor de enseñar ciencias. Los materiales requeridos para la implementación del Módulo Didáctico, son en su mayor parte, fáciles de adquirir y, en general, de bajo costo. Para una visión general de todos los materiales requeridos durante la implementación del módulo se incluye un resumen de estos en una página, ordenados por clase. Sugerimos solicitar el aporte de los materiales con anticipación, ya que así evitará dificultades con el desarrollo de los planes de clases por falta de alguno de ellos. Además, en la medida de lo posible, sugerimos también pedir una unidad extra de materiales para cada uno de los ítems, para una eventual reposición, ya sea por daño, mal uso o extravío. Desde el punto de vista indagatorio, el módulo presenta actividades centradas en desarrollar habilidades que incluyen: la formulación de explicaciones y conclusiones así como comunicar y proponer mejoras a una investigación. En esa dirección van muchas de las recomendaciones específicas de cada clase que apuntan al desarrollo de aspectos de la indagación científica, como el papel de la subjetividad o la consistencia entre los datos recolectados y las conclusiones establecidas. Uno de los elementos limitantes que se puede enfrentar a la hora de tratar algunos contenidos del módulo didáctico con las y los estudiantes, son los errores conceptuales que ellos(as) y la sociedad tienen sobre una serie de contenidos. Es importante que siempre indague sobre las ideas que tienen sus estudiantes respecto a los contenidos que va a abordar, para ello se sugiere realizar actividades como lluvia de ideas para

6 / Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Guía Didáctica

MÓDULO DIDÁCTICO: CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS plantear el tema central de la clase y analizar las respuestas de los alumnos(as). También se sugieren actividades de pregunta y respuesta referidas a la problemática a trabajar y mediar con las respuestas de las y los estudiantes. Para apoyar este trabajo, el módulo señala explícitamente los errores conceptuales más comunes en las diferentes clases, en la sección de preconcepciones del estudiante. De esta manera se puede orientar el inicio de la clase indagando en estos errores conceptuales, los que también se sugiere retomar en el momento del cierre de la clase para evaluar cómo la actividad promovió un cambio frente a dichos errores. En relación a los contenidos del Módulo Didáctico, la carga eléctrica es el primer concepto que se aborda a través de actividades realizadas con un globo al ser frotado con un paño de lana. A partir de esto se introduce el concepto de energía eléctrica, el cual debe ser construido a partir de evidencias recolectadas de su entorno. Luego se aborda el concepto de circuito eléctrico, para ello parten con la construcción de una pila de electrolitos. Luego arman un circuito eléctrico simple, identificando los elementos que lo componen. Otro concepto abordado, y que está estrechamente relacionado con los anteriores, dice relación con las propiedades de los materiales aislantes y conductores de la corriente eléctrica. Los conceptos que se abordan en las clases finales del módulo son gasto energético asociado a la producción de energía necesaria para cubrir las demandas del país. Esto se aborda desde un problema energético nacional, en función del alto consumo que se produce, sobre todo en las grandes ciudades de Chile. Relacionado con esta problemática se pretende visualizar cómo ciertas medidas pueden influir y promocionar el ahorro energético en el país.

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4. Matriz de vinculación objetivos de aprendizaje / objetivos de clase. OBJETIVO DE APRENDIZAJE

TEMA Y OBJETIVO DE LA CLASE

INDICADORES DE EVALUACIÓN

CLASE N° 1: El poder del globo.

• Identifican que un cuerpo eléctricamente neutro tiene igual cantidad de partículas positivas y negativas.

OBJETIVO: Reconocer que la materia está formada por partículas que tienen cargas. Reconocer los cambios que experimenta la energía eléctrica al pasar de una forma a otra (eléctrica a calórica, sonora, lumínica, etc.) e investigar los principales aportes de científicos en su estudio a través del tiempo. (OA 8).

CLASE N° 2: Detectives de la energía eléctrica. OBJETIVO: Elaborar una definición de energía eléctrica a partir de las evidencias recopiladas e identificando diferentes formas en que se encuentra y los usos que le damos.

CLASE N° 3: Construyendo una pila con electrolitos.

• Explican el significado del concepto de energía, proporcionando ejemplos en que se evidencia. • Describen aparatos o máquinas que funcionan con energía eléctrica (por ejemplo: ampolleta, aspiradora, timbre, etc.) y a qué tipo de energía están asociados.

• Identifican los componentes de un circuito eléctrico simple.

OBJETIVO: Identificar que un fluido con cargas eléctricas puede actuar como una fuente de poder en un circuito eléctrico simple. Construir un circuito eléctrico simple (cable, ampolleta, interruptor y pila), usarlo para resolver problemas cotidianos y explicar su funcionamiento. (OA 9).

CLASE Nº 4: ¿Por qué mi lámpara no funciona? OBJETIVO: Construir un circuito eléctrico simple y explicar su funcionamiento.

8 / Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Planificación

• Explican el funcionamiento de un circuito eléctrico simple.

Módulo / Ciencias Físicas y Químicas OBJETIVO DE APRENDIZAJE

TEMA Y OBJETIVO DE LA CLASE

INDICADORES DE EVALUACIÓN

CLASE N° 5: Aislantes versus conductores.

• Identifican materiales conductores y aislantes

OBJETIVO: Identificar materiales aislantes y conductores en un circuito eléctrico simple. Observar y distinguir, por medio de la investigación experimental, los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electricidad, relacionándolos con la manipulación segura de artefactos tecnológicos y circuitos eléctricos domiciliarios. (OA 10).

CLASE N° 6 Guantes mágicos. OBJETIVO: Reconocer qué materiales actúan como aislantes en una situación cotidiana.

CLASE N° 7: ¿Cuánta energía gastamos? OBJETIVO: Identificar el gasto energético que generan los electrodomésticos en un hogar.

Explicar la importancia de la energía eléctrica en la vida cotidiana y proponer medidas para promover su ahorro y uso responsable. (OA 11).

CLASE N° 8: Ahorremos energía.

• Identifican conductas de autocuidado relacionadas con la manipulación de artefactos eléctricos. • Explican y comunican las normas de seguridad frente a los peligros de la corriente eléctrica.

• Registran los dispositivos empleados cotidianamente que utilizan energía eléctrica y calculan su gasto energético.

• Explican los cambios de conductas destinadas a ahorrar energía eléctrica.

OBJETIVO: Analizar el efecto sobre el gasto energético de un hogar al tomar medidas que fomentan el ahorro.

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5. Materiales y recursos de apoyo según planes de clases CLASE CLASE N° 1

CLASE N° 2

MATERIALES

RECURSOS DE APOYO

• Globos (2 por grupos total 20). • Papel de volantín picado en trozos pequeños (5 pliegos). • Sal y pimienta (ambas molidas) (500 g de sal, 2 paquetes de pimienta molida). • Paño de lana o tela similar (uno por grupo, total 10). • Cordón tipo pitilla (30 cm por grupo, total 3 m). • Varilla de vidrio (una por grupo, total 10).

https://www.youtube.com watch?v=eXi2ptICuWU

No requiere materiales.

http://www.ehowenespanol.com/proyectosciencia-simples-faciles-alumnos-quinto-gradoinfo_181485/

http://www.youtube.com/watch?v=FjyhM7zkuX4 http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons

http://www.csi-csif.es/andalucia/modules/ mod_ense/revista/pdf/Numero_38/AURORA_ MINGORANCE_1.pdf CLASE N° 3

CLASE Nº 4

• Papa (una por grupo, total 10) y cinco limones por grupo total 50). • Ampolleta de LED o un reloj digital LED (de 1 a 2 volts) (una por grupo, total 10). • Clavo de cobre o plaquita de cobre (uno por grupo, total 10). • Clavo de zinc o plaquita de zinc (uno por grupo, total 10). • Cables de cobre con las puntas despejadas (2 cables de 20 cm por grupo, total 20). • Rallador (uno por grupo, total 10). • Exprimidor (uno por grupo, total 10). • Recipiente plástico (uno por grupo, total 10). • Scotch de papel (maskingtape).

https://www.youtube.com/watch?v=sic_EaQw7GI

• Base de trupán de 20 x 20 x 2.5 cm (o similar) (uno por grupo, total 10). • Cables de cobre (15 cm con los bordes libres) (6 por grupo, total 60). • Grapas (12 por grupo, total 120) o huincha aisladora (total 6 rollos). • Ampolleta LED (una por grupo total 10). • Interruptor (uno por grupo, total 10). • Pilas AA (2 por grupo total 20).

http://www.youtube.com/watch?v=ySYeSiAEpiY

https://www.youtube.com/watch?v=y9JULJhCsXk http://phet.colorado.edu/es/simulation/batteryvoltage

http://phet.colorado.edu/es/simulation/circuitconstruction-kit-dc

10 / Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Planificación

Módulo / Ciencias Físicas y Químicas CLASE

MATERIALES

CLASE Nº 5

• Montaje construido en clase Nº4. • Trozos de lana (3 de 12 cm y 6 de 6 cm por grupo, total 72 por grupo, 720 cm por curso). • Plasticina (1 paquete por grupo total 10). • Palitos de maqueta (3 de 12 cm y 6 de 6 cm por grupo). • Filamento de aluminio. Se puede hacer enrollando papel aluminio (un rollo de papel aluminio por grupo, total 10 rollos). Los filamentos deben ser 3 de 12 cm y 6 de 6 cm. • Filamento de plástico, enrollar papel film (un rollo por grupo, total 10). Los filamentos deben ser 3 de 12 cm y 6 de 6 cm. • Cables de alambre (acero 15 cm) (6 cables por grupo, total 60). • Filamentos de goma eva. Los filamentos deben ser 3 de 12 cm y 6 de 6 cm por grupo, total 10 pliegos. • Huincha aisladora (total 6 rollos).

CLASE Nº 6

• Base de trupán de 20 x 20 x 2.5 cm (o similar) (una por grupo, total 10).

RECURSOS DE APOYO http://phet.colorado.edu/es/simulation/circuitconstruction-kit-ac-virtual-lab

http://phet.colorado.edu/es/simulation/ conductivity

• Materiales de diferentes tipos a disponibilidad (por ejemplo, polar, algodón, plástico, cuero, corcho, telas, etc. • Grapas (12 por grupo, total 120) o huincha aisladora (total 6 rollos). • Ampolleta LED (una por grupo, total 10). • Pilas AA (2 por grupo, total 20). CLASE Nº 7

• Una boleta de luz.

http://www.enap.cl/enap_educativo/index.html http://www.chilectra-digital.cl/calculadores/ fla_efi/simulador.html

CLASE N° 8

Sin materiales especiales, solo el desarrollo del cuadernillo.

http://www.enap.cl/enap_educativo/index.html http://www.chilectra-digital.cl/calculadores/ fla_efi/simulador.html

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Planificación /

CLASE NO 1: El poder del globo / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Reconocer que la materia está formada por partículas que tienen cargas.

Reconocer los cambios que experimenta la energía eléctrica al pasar de una forma a otra (eléctrica a calórica, sonora, lumínica etc.) e investigar los principales aportes de científicos en su estudio a través del tiempo. (OA 8).

ANTECEDENTES En esta clase podrán reconocer que ciertos materiales se mueven, ya sea como atracción o como repulsión, entre materia de origen diferente a través del desarrollo de habilidades de observación, registro de datos y elaboración de conclusiones. Se debe considerar que el fin de las siguientes clases es conceptualizar la electricidad, por lo que se debe partir por comprender lo que es carga eléctrica, sin perder de vista que es una propiedad de algunas de las partículas que componen el átomo. Sin embargo, comprender la estructura atómica está más allá del alcance de la mayoría de las y los estudiantes de Educación Básica. Usted debe saber que en muchas ocasiones de la vida cotidiana nos percatamos que los objetos que tocamos nos generan la sensación que nos da la corriente. No obstante, esto no nos sucede con todo lo que tocamos. Sabemos que la materia está formada por unidades pequeñas invisibles al ojo humano llamadas átomos. Los átomos, a su vez, tienen partículas subatómicas, los electrones de carga negativa, los protones de carga positiva y los neutrones que no tienen carga. Esto es complejo de entender, entre otras cosas, porque no podemos ver los átomos. Sin embargo, podemos experimentar el efecto que genera el movimiento de estas partículas, por ejemplo, cuando nos da “la corriente”. Por lo tanto, es un trabajo muy inferencial, y se espera que a partir de lo observado los alumnos(as) puedan inferir lo que sucede en las partículas que conforman la materia. Considerar que este es el primer acercamiento a la noción de partículas que conforman la materia. Las preconcepciones de las y los estudiantes. Según algunas investigaciones, sugieren que asocian el concepto de cargas eléctricas con el flujo de cargas, que serían solo negativas. CONCEPTOS CLAVE: Cargas positivas, cargas negativas, atracción de cargas.

12 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 1 INICIO • Se plantea una situación en la cual al jugar con un globo el pelo se levanta. La finalidad de este relato es traer a la memoria situaciones similares que les hayan pasado a las y los estudiantes. A partir de ello se pregunta si recuerdan alguna situación similar a la descrita, tal vez, luego de sacarse un chaleco. Se solicita que describan brevemente la situación, señalando ¿cuándo?, ¿dónde? y ¿qué sucedió?

DESARROLLO • Para iniciar la actividad se observa el comportamiento de los materiales sobre la mesa: globo, sal, pimienta y trozos de papel volatín. Los alumnos(as) registran lo observado. Luego deben frotar el globo con una tela de lana (o similar) y acercarlo a la sal con pimienta; posteriormente deben repetir el procedimiento, pero acercar el globo a los trozos de papel volantín. Observan y registran lo que sucede, y concluyen a partir de ello. Luego se solicita que amarren dos globos y describan su comportamiento, frotan una varilla de vidrio con un paño de lana y lo acercan a los globos. A partir de la observación se les pide que elaboren una conclusión.

CIERRE • Se les entrega una nomenclatura para lo que han observado en las actividades anteriores, así identifican que existen cargas (+) y (-). Se les pide que apliquen el uso de esta nomenclatura donde deberán dibujar la redistribución de las cargas en dos globos.

Sugerencias de evaluación ~~ Para esta primera clase elaborar una pauta a partir de las exposiciones breves de las y los estudiantes en la actividad de cierre. Evaluar que puedan reordenar las cargas de tal manera, de modo de poder explicar por qué se repelen. Además, que describan por qué se movió el pelo de Amanda en la situación expuesta al inicio de la clase.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase /

CLASE NO 2: Detectives de la energía eléctrica / 45 min + 90 min

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Elaborar una definición de energía eléctrica a partir de las evidencias recopiladas e identificando diferentes formas en que se encuentra y los usos que le damos.

ANTECEDENTES En esta clase las y los estudiantes podrán proponer una definición de energía eléctrica a partir de la observación de su entorno y levantar evidencias de su existencia. Si bien la electricidad estática es más frecuente en el entorno natural que la electricidad de corriente, la corriente eléctrica se produce en más situaciones hechas por el ser humano y, por lo tanto, más cercanas a los alumnos(as). A pesar de ello, no es evidente que la corriente eléctrica sea un tipo de energía y que se puede transformar en otro tipo de energía. Es por esto que se guiará al estudiante en el levantamiento de evidencias para identificar las diferentes transformaciones de la energía eléctrica en ejemplos cotidianos. Para ello se trabajará una primera parte (45 minutos) en la sala de clases y luego desarrollarán la actividad 3 en su hogar. Posteriormente retomarán la actividad 4 en la sala de clases (90 minutos). Es importante, antes de iniciar la actividad 4 realizar una síntesis de lo trabajado en las actividades 1 y 2. Usted debe saber que la energía es un concepto complejo de comprender, por lo que se hace más sencillo describir sus características. Así, podemos señalar que la energía se expresa en la capacidad de realizar un trabajo, este trabajo es la aplicación de una fuerza, y la fuerza puede poner la materia en movimiento o detenerla si ya está en movimiento. A su vez, este movimiento es un cambio de posición o de dirección. Una forma de energía es la energía eléctrica que usamos diariamente en los hogares, lugares de trabajo, etc. Otro elemento importante de tener en cuenta en esta clase, aun cuando no se debe abordar con las y los estudiantes, es que la materia está formada por partículas invisibles al ojo humano llamadas átomos. Estos, a su vez, tienen partículas subatómicas las cuales presentan cargas eléctricas (negativas, positivas y neutras). Las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen. Por lo tanto, las cargas negativas de los electrones se repelen con otros electrones, pero otros son atraídos a los protones, de carga positiva. En los átomos estas cargas se distribuyen en el centro, se agrupan los protones dejando un núcleo cargado positivamente y alrededor de este núcleo los electrones cargados negativamente. La corriente eléctrica corresponde al flujo de estos electrones. Preconcepciones de las y los estudiantes. Entre las ideas que tienen respecto de la electricidad está la de imaginársela como una especie de combustible que fluye a través de los cables. Esto, a su vez, se relaciona con otra idea errónea que es que la corriente eléctrica es el flujo de electrones a través de cables que inicialmente se encuentran vacíos.

CONCEPTOS CLAVE: Energía, corriente eléctrica, calórica, eólica, lumínica, gravitacional, térmica.

14 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 2 INICIO • Se plantea a las y los estudiantes que el concepto de corriente eléctrica lo hemos escuchado en múltiples ocasiones, pero ¿qué es la energía eléctrica? Se les pide señalar cuatro lugares donde ellos(as) creen que hay energía eléctrica y hacer una puesta en común para chequear que tengan una diversidad de lugares.

DESARROLLO A partir de los lugares identificados, deberán caracterizar la expresión de dicha corriente eléctrica. Para ello debe apoyar el desarrollo de la actividad con preguntas tales como: ¿Puedes sentir la energía eléctrica? ¿Se puede ver la energía eléctrica? ¿Puedes oír la energía eléctrica? Estas dos actividades deberían tomar 35 minutos; luego dar las instrucciones de la actividad 3, la cual los alumnos(as) deben desarrollar en sus hogares, completando el Cuaderno de trabajo. Si esto no fuera posible las y los estudiantes deberían recorrer el establecimiento para identificar evidencia de energía eléctrica. La información recopilada por ellos(as) se retoma en la actividad 4. Posteriormente deberán compartir en grupo la información recopilada en los hogares y consensuar una definición de energía eléctrica.

CIERRE • Las y los estudiantes realizan una pequeña exposición por grupo donde responden las preguntas: ¿Cuál es una definición de energía eléctrica? y ¿cómo percibimos esta energía en nuestros hogares? Entre los conceptos que se deberán intencionar está que el concepto de energía eléctrica se relaciona con la idea de una capacidad para transformar o poner en movimiento, con la capacidad de realizar algún “trabajo”.

Sugerencias de evaluación ~~ Se sugiere trabajar estas preguntas: ¿Cuál es una definición de energía eléctrica? y ¿cómo se relaciona la definición de energía eléctrica con el concepto de energía? Luego trabajar con un instrumento de evaluación grupal que mida el seguimiento de las instrucciones, la consistencia de las evidencias. No esperar que las y los estudiantes desarrollen una definición muy elaborada, se espera que sean capaces de señalar ciertas características comunes a la energía, por ejemplo, que esta energía permite realizar una serie de funciones en el hogar.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase /

CLASE NO 3: Construyendo una pila con electrolitos / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Identificar que un fluido con cargas eléctricas puede actuar como una fuente de poder en un circuito eléctrico simple.

Construir un circuito eléctrico simple (cable, ampolleta, interruptor y pila), usarlo para resolver problemas cotidianos y explicar su funcionamiento. (OA 9).

ANTECEDENTES En esta clase se introduce a las y los estudiantes en los circuitos eléctricos, partiendo por entender el rol que desempeña una fuente de poder, en este caso una pila, y cuáles son sus características. Para ello construirán una pila a partir de jugo de limón y papa, que funciona como una fuente de electrolitos. Además, se trabajarán habilidades de observación, análisis de datos y elaboración de conclusiones. Usted debe saber que una pila eléctrica es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o ánodo y el otro es el polo positivo o cátodo. Las pilas básicamente consisten en dos electrodos metálicos sumergidos en un líquido, sólido o pasta que se llama electrolito. El electrolito es un conductor de iones y estos son átomos cargados eléctricamente. Cuando los electrodos reaccionan con el electrolito, en uno de los electrodos (el ánodo) se producen electrones (oxidación) y en el otro (cátodo) se produce una reducción de electrones. Cuando los electrones sobrantes del ánodo pasan al cátodo a través de un conductor externo a la pila se origina una corriente eléctrica. Preconcepciones de las y los estudiantes. Se puede señalar que para muchos(as) las pilas representan un almacén de electricidad, en una visión lineal de causa (la pila) y efecto (se prende la ampolleta). A veces esta idea evoluciona y se piensa que la pila es un “almacén de corriente eléctrica”, como tal a medida que se usa se va gastando. Es decir, que al final la pila cuando no funciona es porque se terminó la reserva de corriente eléctrica, cuando en realidad esto sucede cuando las pilas se secan o por algún motivo el fluido se sale (conocido cuando se señala que las pilas se revientan).

CONCEPTOS CLAVE: Fuente de energía, transformación de energía, circuito, corriente eléctrica.

16 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 3 INICIO • Se plantea una situación ficticia que termina con los involucrados preguntándose, ¿cómo funciona una pila? A partir de ello, se les solicita a los alumnos(as) que dibujen cómo se imaginan que funciona el circuito de una linterna contando con una ampolleta y una pila. Las preguntas de inicio.

DESARROLLO • Desde su modelo planteado deberán hacer una propuesta de cómo probar el modelo sugerido en la actividad 1. A continuación, considerando que no tienen una pila, las y los estudiantes siguen las indicaciones dadas en el Cuaderno de trabajo para construir una pila a partir de ralladura de una papa y jugo de limón. Para probar esta pila, arman el circuito propuesto por ellos(as) con una ampolleta LED y cables que conectan el sistema. Es probable que la ampolleta no encienda, si ello ocurre revise con los alumnos(as) el modelo inicial y solicíteles que vuelvan a realizarlo (las ampolletas LED poseen ánodo y cátodo).

CIERRE • Para finalizar se les plantean preguntas a modo de conclusión y reflexión, ¿cómo funciona una pila? Se debe aclarar que las pilas no contienen en su interior jugo de limón y ralladura de papa, entonces ¿qué función cumple el fluido de cargas eléctricas en su interior? Finalmente se les pide que realicen una breve puesta en común de los principales resultados de esta actividad explicando cómo funciona su pila.

Sugerencias de evaluación ~~ Se sugiere realizar una evaluación grupal a partir de las respuestas de las preguntas de la actividad de cierre. En ellas las y los estudiantes deberían poder inferir que las pilas tienen un fluido en su interior que permite el flujo de electrones. Además, usar una pauta que mida el seguimiento de las instrucciones, responsabilidad con la asignación de funciones. ~~ El grupo sigue las instrucciones dadas. ~~ Los integrantes del grupo trabajan en función de tareas asignadas. ~~ Se respeta la opinión de los demás compañeros(as) del grupo/curso.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase /

CLASE NO 4: ¿Por qué mi lámpara no funciona? / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Construir un circuito eléctrico simple y explicar su funcionamiento.

Construir un circuito eléctrico simple (cable, ampolleta, interruptor y pila), usándolo para resolver problemas cotidianos y explicar su funcionamiento. (OA 9).

ANTECEDENTES En esta clase se retomarán los conceptos de la clase anterior, pero el énfasis estará ahora en el funcionamiento de un circuito eléctrico simple. Para ello es importante develar las visiones que tienen las y los estudiantes respecto de cómo funcionan los circuitos. Así a partir de una situación particular construyen un circuito eléctrico simple y determinan las funciones que cada componente tiene en el correcto funcionamiento del circuito. La contextualización permitirá asociarlo a lo que sucede en sus hogares. Usted debe saber que un circuito eléctrico simple corresponde a un recorrido preestablecido por el que se desplazan las cargas eléctricas; dichas cargas que constituyen una corriente eléctrica pasan de un punto que tiene mayor potencial eléctrico a otro que tiene un potencial eléctrico inferior. Para mantener permanentemente esa diferencia de potencial, llamada también voltaje o tensión entre los extremos de un conductor, se necesita un dispositivo llamado generador (pilas, baterías, dínamos, alternadores, etc.) que tome las cargas que llegan a un extremo y las impulse hasta el otro. Este flujo de cargas eléctricas por un conductor constituye una corriente eléctrica. Preconcepciones de las y los estudiantes. Se ha visto en diversas investigaciones que frecuentemente se piensa que la corriente va desde la fuente de poder al receptor, sin que el flujo vuelva a la fuente de poder. Generalmente se piensa que el cable que va hacia la ampolleta es solo uno.

CONCEPTOS CLAVE: Circuito eléctrico, fuente de poder, emisor, conductores.

18 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 4 INICIO • Se pide a los alumnos(as) que dibujen una lámpara con determinadas instrucciones básicas; es importante este dibujo, ya que puede reflejar preconcepciones erradas respecto de cómo funcionan los circuitos eléctricos.

DESARROLLO • Las y los estudiantes en grupos de cuatro construyen, con los materiales solicitados, un circuito eléctrico simple, siguiendo las instrucciones presentes en el Cuaderno de trabajo. A partir de ello explican cómo funciona un circuito simple e identifican sus componentes. Luego se introduce un componente más, el interruptor, y describen su funcionamiento dentro del circuito.

CIERRE • Se vuelve a la situación original de la lámpara y se pregunta: ¿Qué sucede si el interruptor no funciona?, ¿cómo lo podría solucionar Tomás? En un plenario las y los estudiantes deberán primero señalar las partes que componen un circuito eléctrico. Preguntar la función que cumplen, dentro del circuito, cada una de las partes mencionadas. Ir tomando nota de lo señalado por los alumnos(as) en la pizarra. Finalizar respondiendo las preguntas que guiaron la clase.

Sugerencias de evaluación ~~ Solicite a las y los estudiantes que respondan las siguientes preguntas: ¿Cómo funciona un circuito eléctrico? ¿Qué componentes básicos debe tener un circuito eléctrico simple para que funcione?) Además usar una pauta que mida el seguimiento de las instrucciones, responsabilidad con la asignación de funciones tales como: - El grupo sigue las instrucciones dadas. - Los integrantes del grupo trabajan en función de tareas asignadas. - Se respeta la opinión de los demás compañeros(as) del grupo/curso.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase /

CLASE NO 5: Aislantes versus conductores / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Identificar materiales aislantes y conductores en un circuito eléctrico simple.

Observar y distinguir, por medio de la investigación experimental, los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electricidad, relacionándolos con la manipulación segura de artefactos tecnológicos y circuitos eléctricos domiciliarios. (OA 10).

ANTECEDENTES En esta clase se retomarán conceptos de la clase anterior, idealmente debe realizarse a continuación de la clase anterior. La idea es que las y los estudiantes puedan experimentar con su circuito simple, identificando materiales que facilitan la conducción de la electricidad y aquellos que la aíslan. Usted debe saber que la materia está formada por partículas invisibles al ojo humano, llamadas átomos. Estos átomos tienen partículas subatómicas con cargas eléctricas, los electrones, protones y neutrones. Si bien todos los átomos tienen la misma estructura, sus características no son las mismas. Algunos átomos tienen electrones que circulan libremente en los últimos niveles energéticos, y otros tienen menos libertad para circular. De esta manera los primeros tienen más posibilidades de interactuar con otros átomos, y al revés, los que tienen menos libertad, interactúan menos con otros átomos. En este sentido, en general, los metales pertenecen al primer grupo de átomos y son considerados buenos conductores, en cambio el plástico pertenece al segundo tipo de átomo y, en general, son malos conductores. Preconcepciones de las y los estudiantes. En general los alumnos(as) piensan, al igual que muchas personas, que el agua por sí sola es un muy buen conductor de la electricidad. De hecho dado que nuestro cuerpo está compuesto por 70% de agua, se atribuye a esta característica la capacidad de conducir la electricidad y electrocutarnos. Si bien esto es cierto, es decir, el agua del mar o el agua de la llave, incluso el agua que circula por nuestro cuerpo, son muy buenos conductores, hay que aclarar que el agua pura (agua destilada) es un muy buen aislante.

CONCEPTOS CLAVE: Corriente eléctrica, aislantes, conductores, circuitos eléctricos simples.

20 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 5 INICIO • Se parte recordando la clase anterior, ya que esta clase es una continuidad de ello. Se plantea otra alternativa por la que no funciona una lámpara, esta vez se verá si existe algún problema con los cables. Para ello reemplazan un cable continuo por dos unidos entre sí y luego los separarán. Se espera que deduzcan que para que el circuito funcione, debe haber una continuidad del flujo de corriente.

DESARROLLO • Al comenzar se plantea que los diferentes materiales tienen distintas propiedades en la conducción de la corriente eléctrica, unos son conductores y otros son aislantes. De acuerdo a esto se les plantea una lista de materiales y se les solicita que predigan si son aislantes o conductores. Luego deben plantear un diseño para poder poner a prueba su predicción. Una forma que debería salir es usar el modelo de circuito empleado en la clase anterior. A partir de dicho modelo se sugiere remplazar los cables de cobres por los diferentes materiales propuestos y ver si pueden ser considerados conductores o aislantes. Registran los resultados en la tabla del Cuaderno de trabajo del estudiante.

CIERRE • Se solicita que las y los estudiantes, a partir de los resultados obtenidos, comparen sus predicciones. Además, deben explicar qué tipo de materiales podrían usar para cambiar los cables de la lámpara y por cuáles no, incluyendo una explicación del porqué de dicha decisión y una síntesis general respecto a la conductividad eléctrica de los materiales analizados en la clase.

Sugerencias de evaluación ~~ Revisar las preguntas presentes en el Cuaderno de trabajo y dar la posibilidad a todos los grupos que expongan sus respuestas. Permitir que expliquen cómo funcionan sus circuitos y por qué no funcionan. Determinar si reconocen materiales que son mejores conductores que otros.

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CLASE NO 6: Guantes mágicos / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Reconocer qué materiales actúan como aislantes en una situación cotidiana.

ANTECEDENTES En esta clase se plantea a las y los estudiantes una situación concreta ante la cual deberán diseñar unos guantes para un electricista. De esta manera deberán poner a prueba una serie de materiales (accesibles para ellos(as)) que puedan ser usados para construir estos guantes. Para ello deberán considerar diversas variables como la conductividad de los materiales, el costo, la facilidad para maniobrar, entre otras. A partir de esto se refuerza la clase anterior, ya que deben identificar aquellos materiales que son conductores y cuáles podrían actuar como aislantes. Además, deberán diseñar una investigación para identificar cuáles son los materiales recomendados para la construcción de los guantes, y deberán dar a conocer sus conclusiones. Usted debe saber que en la vida cotidiana muchas veces estamos expuestos a situaciones que pueden ser riesgosas para nosotros y no visualizamos la importancia de tomar medidas de autocuidado. Vivimos rodeados de elementos que funcionan con corriente eléctrica y en más de una oportunidad los manipulamos, sin preocuparnos de los riesgos que implican. Desde cambiar la ampolleta hasta cambiar un enchufe. Pero también asociado a que a veces un cable de un electrodoméstico está pelado o doblado, o expuesto. En este sentido debemos promover el tomar conciencia de que somos conductores de la electricidad y que debemos tomar medidas para protegernos. El estar en contacto directo con la corriente eléctrica nos puede producir desde un paro cardíaco hasta quemaduras internas de consideración. Preconcepciones de las y los estudiantes. Algunos estudios muestran que para muchos(as) no es evidente que nosotros, los seres vivos, somos grandes conductores de la electricidad. Si bien se asocia el hecho que a una persona le da la corriente cuando introduce los dedos directamente en el enchufe, no se tiene la misma percepción de ese riesgo al cambiar una ampolleta. De esta manera las personas no introducen los dedos en el enchufe, sobre todo, porque los adultos advierten este riesgo desde muy pequeños, pero sí pueden cambiar una ampolleta sin apagar el interruptor.

CONCEPTOS CLAVE: Corriente eléctrica, materiales aislantes, materiales conductores.

22 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 6 INICIO • A partir de una situación ficticia se introduce la idea de que los electricistas deben utilizar guantes especiales para manipular los cables que conducen la corriente eléctrica. Se solicita a las y los estudiantes que si conocen este tipo de guantes los dibujen y si no los conocen que señalen cómo creen que deberían ser.

DESARROLLO • Considerando lo que ya saben se les pregunta si creen que los electricistas deberían usar algún tipo de protección, y que expliquen su respuesta. Es de esperar que planteen que sí requieren cierto grado de protección, y si la respuesta es que necesitan guantes, pregúnteles: ¿Qué características deberían tener estos guantes? A continuación se propone que diseñen unos guantes para los electricistas y que prueben el material que sería más adecuado para su construcción. Empleando el modelo de circuito eléctrico deberán probar la conductividad de las telas que tengan a su mano y luego tomar una decisión respecto de cuál es la más apropiada. Se plantea que consideren distintas variables, como costo y facilidad de manipulación.

CIERRE • Al finalizar esta clase, las y los estudiantes deberán responder tres preguntas: ¿Qué materiales ustedes no recomiendan para la elaboración de los guantes? ¿Qué variable, que ustedes midieron, tuvo mayor peso al momento de tomar una decisión? ¿Por qué es importante utilizar medidas de protección al manipular elementos que conducen la electricidad? Al finalizar la clase debe enfatizar que solo los adultos deben manipular los circuitos eléctricos en el hogar o en la escuela.

Sugerencias de evaluación ~~ Las preguntas planteadas al cierre podrán servir de evaluación. Observar si los alumnos(as) identifican aquellos materiales que son más conductores o muy caros o poco manipulables. Además, si reconocen que es importante tomar medidas de protección para manipular elementos que conducen la corriente eléctrica.

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CLASE NO 7: ¿Cuánta energía gastamos? / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Identificar el gasto energético que generan los electrodomésticos en un hogar.

Explicar la importancia de la energía eléctrica en la vida cotidiana y proponer medidas para promover su ahorro y uso responsable. (OA 11).

ANTECEDENTES En esta clase las y los estudiantes deberán indagar sobre cuánto es el consumo de electricidad en un hogar promedio, para ello analizarán datos del consumo de corriente eléctrica y determinarán el gasto energético. Para ello se entregarán datos del consumo de los electrodomésticos para poder funcionar y luego se determinará cuánta energía gastan al mes, dependiendo del número de horas que los usamos. Así también se estará trabajando con las habilidades de análisis de datos y elaborar conclusiones. Usted debe saber que muchas personas no son conscientes de cuánto es el gasto que producen los artefactos eléctricos en nuestras casas y suelen ser usados de manera indiscriminada. Para poder analizar el gasto energético debemos incorporar el concepto de potencia eléctrica, representada por el watt. Esta es una unidad de medida que se emplea en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y que se escribe con el símbolo W. Si bien la mayoría de las personas podrían reconocer este símbolo, ya que lo vemos en las ampolletas o en los artefactos electrónicos, no es fácil explicar a qué se refiere, o cómo se interpreta. La potencia es la energía eléctrica generada, transferida o usada por unidad de tiempo. Se mide en kW (kilowatt). La energía es el producto de la potencia eléctrica (kW) por el tiempo, expresado en horas (h). Se mide en kilowatts-hora (kWh) y 1000 W equivalen a 1 kW. A partir de esto uno puede calcular el costo económico que tiene el consumo de la energía. Preconcepciones de las y los estudiantes. Muchos de ellos(as) no saben cuánta energía consumen los electrodomésticos para funcionar, de esta manera se utilizan de manera indiscriminada, así dejan la televisión, la radio o la luz de la pieza encendida aun cuando no se encuentran en ella.

CONCEPTOS CLAVE: Energía, consumo energético, gasto energético, electrodomésticos.

24 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 7 INICIO • Usar la contextualización inicial para introducir el tema del consumo energético como un problema mundial, plantear que Chile basa fuertemente su producción de energía de las centrales hidroeléctricas, por lo que depende mucho de las lluvias. Cuando estamos en períodos de sequías, se plantea que el sistema energético es débil, ya que disminuye la producción de las centrales hidroeléctricas, pero sigue aumentando el consumo. De ahí se pretende llevarlos(as) al problema del consumo energético en los hogares, para ello analizarán una cuenta de luz de sus casas y se les solicitará que identifiquen qué información trae esa boleta. A su vez, se les pide que planteen su idea respecto de qué objetos en sus hogares gastan más energía y cuáles menos.

DESARROLLO • Se plantea a las y los estudiantes una situación que los obliga a analizar cuánto es el consumo eléctrico de los diferentes electrodomésticos en el hogar. Para ello se parte con una ampolleta. En el Cuaderno de trabajo se dan claramente las instrucciones para que puedan calcular el gasto mensual en pesos. Luego calculan el gasto mensual de una serie de electrodomésticos, considerando el número de horas que se usan. Al analizar los datos los alumnos(as) podrán identificar qué electrodomésticos generan mayor consumo en el hogar y cuáles menos.

CIERRE • Solicite a las y los estudiantes que hagan una síntesis de los principales resultados y que generen una pequeña presentación. Deberán responder la pregunta inicial de la clase: ¿Cuánta energía gastamos? Además, se consulta si hay coincidencias en los resultados expuestos entre los demás compañeros(as).

Sugerencias de evaluación ~~ La respuesta de la pregunta: ¿Cuánta energía gastamos? permite evaluar que los alumnos(as) pudieron calcular cuánta energía gastan los electrodomésticos. Además, preguntar si identifican qué electrodomésticos gastan más energía eléctrica, y cuáles son los que tenemos más horas encendidos en nuestros hogares.

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CLASE NO 8: Ahorremos energía / 90 minutos

Objetivo de la clase:

Objetivo de Aprendizaje Asociado

Analizar el efecto sobre el gasto energético de un hogar al tomar medidas que fomentan el ahorro.

Explicar la importancia de la energía eléctrica en la vida cotidiana y proponer medidas para promover su ahorro y uso responsable. (OA 11).

ANTECEDENTES En esta clase las y los estudiantes analizan cómo disminuye el consumo eléctrico en un hogar promedio al tomar medidas específicas que fomentan el ahorro energético. Para ello analizarán datos, organizarán información y elaborarán conclusiones. Usted debe saber que en la actualidad, el incremento sostenido de la demanda y el consumo de energía, sumado a las dificultades que existen para satisfacer esta demanda con las fuentes de energía disponibles, están estableciendo un escenario de crisis energética global. Muy de la mano de esta problemática se encuentra la idea de proteger el medio ambiente, es por esto que cruza esta problemática el ahorro energético y el desarrollo sostenible. Cuando hablamos de ahorro energético en términos globales, tiene implícito un ahorro en el uso de los recursos naturales para salvaguardar al medio ambiente y fomentar un desarrollo sustentable. Por este motivo, debemos generar una conciencia ambiental responsable, lo que lleva a un consumo de la energía moderado. Preconcepciones de las y los estudiantes. Hoy en día la mayoría de los alumnos(as) y también los adultos piensan que basta con apagar los electrodomésticos como televisores, reproductor de DVD o un equipo de música, parando el consumo eléctrico que estos generan. Sin embargo, estos producen el llamado consumo vampiro y solo se corta dicho consumo desenchufando los equipos.

CONCEPTOS CLAVE: Gasto de electricidad, ahorro energético.

26 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Plan de clase

CLASE NO 8 INICIO • Para esta clase es importante comenzar planteando el problema mundial del exceso de consumo energético, y la necesidad de tomar medidas que apunten a su disminución. Así se focalizará en el consumo de luz, asociado al número de ampolletas que hay en la casa de las y los estudiantes. Se les pide que contabilicen el número aproximado de ampolletas que funcionan en su casa por cada uno de los espacios que hay.

DESARROLLO • Se les entregan los datos del consumo de ampolletas en una casa, detallando los espacios, el número de ampolletas, el gasto que genera cada una de ellas, el número de horas que se usan al mes y el valor mensual de dicho costo. Se deberá analizar la información entregada y responder: ¿En qué lugar de la casa hay mayor gasto de energía eléctrica por consumo de luz? ¿Y dónde hay menor gasto? Luego se les solicita que propongan estrategias para disminuir el consumo. Se muestra lo que se hizo en la casa usada de ejemplo, que cambiaron las ampolletas por aquellas que ahorran energía, incorporando una pauta de equivalencias en el consumo. Los alumnos(as) deberán recalcular el gasto mensual asociado a consumo de luz eléctrica y señalar cuánto se gasta ahora, con las ampolletas de ahorro de energía eléctrica.

CIERRE • Se les plantea las siguientes preguntas: ¿Qué cambio se observaría en la boleta de la luz al sustituir las ampolletas? Si esto se mantiene durante todo el año, ¿cuánto se ahorraría en un año? Y que expliquen si creen que estas acciones contribuyen al ahorro energético. Finalmente, deberán realizar una puesta en común con las principales conclusiones del trabajo. Terminar dejando la idea que pequeñas acciones pueden generar cambios en el consumo de energía global del país. Todos podemos contribuir, es importante socializar lo aprendido a la familia y en conjunto realizar acciones para disminuir el consumo, esto beneficiará directamente a la economía del hogar.

Sugerencias de evaluación •

Esta actividad puede ser evaluada en el plano de exposición de las conclusiones; para ello considerar que las y los estudiantes sean capaces de hablar a partir de los datos y no de supuestos. Se pueden usar tablas de apreciación, por ejemplo: ~~ Las conclusiones reflejan los datos presentados. ~~ Identifican los espacios con mayor consumo. ~~ Identifican el cambio de ampolletas como una posibilidad de ahorrar.

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EVALUACIÓN DEL MÓDULO / CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS 5° BÁSICO

Indicaciones al docente sobre la evaluación del módulo El módulo Ciencias Físicas y Químicas contempla actividades que abordan parcialmente los objetivos de aprendizaje de ese eje, por tanto esta evaluación no mide la totalidad de aprendizajes que debe adquirir un(a) estudiante para este eje temático. La evaluación del módulo se realiza mediante diez preguntas de selección múltiple y dos preguntas abiertas de respuesta acotada. Cada una de las preguntas fue elaborada en el contexto de los contenidos tratados durante el módulo, con el propósito de medir tanto el conocimiento conceptual de las y los estudiantes como las habilidades del pensamiento científico que el módulo pretende desarrollar.

Orientaciones para el Análisis de Resultados Luego de la evaluación, le sugerimos utilizar un período de clases para analizar y reflexionar sobre la evaluación con los estudiantes considerando la siguiente información: •

Las preguntas 1, 6, 8 y 9 de selección múltiple requieren que las y los estudiantes reconozcan que no todos los materiales presentan la capacidad de transmitir la corriente eléctrica y, por lo tanto, es posible clasificarlos en conductores o aislantes de la electricidad. En general, todos los metales son buenos conductores de la electricidad y objetos como la madera, el plástico y la goma son malos conductores o aislantes. En el caso del agua desmineralizada, también es un mal conductor de la electricidad, pero cuando tiene disueltos iones, como los aportados por la sal, se convierte en una sustancia conductora.

•

Además, se evalúan a través de estas preguntas las habilidades del pensamiento científico de concluir, seleccionar materiales, identificar preguntas y predecir. Estas habilidades se pueden reforzar colocando a las y los estudiantes en experiencias de aprendizaje en las que deban utilizar circuitos eléctricos simples o diagramas de circuitos en los que deban completar el circuito, utilizando distintos materiales conductores y no conductores. En esta situación se les pregunta, por ejemplo: ¿Con cuál de estos materiales se encenderá la ampolleta?

28 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Pauta Evaluación

Evaluación Módulo / Ciencias Físicas y Químicas

•

Las preguntas 2 y 3 de selección múltiple se relacionan con el ahorro de energía eléctrica y su uso responsable. La pregunta 3 muestra cómo en cada una de las zonas del país la demanda y el uso de electricidad ha ido en constante aumento, lo que genera la necesidad de buscar nuevas fuentes generadoras de energía eléctrica que además provoquen el menor impacto ecológico. A través de esta pregunta, se puede propiciar el debate con las y los estudiantes sobre las energías limpias y renovables como la energía eólica, solar, mareomotriz, etc. Finalmente, estas preguntas permiten evaluar la capacidad que presentan los alumnos(as) para identificar preguntas coherentes a un contexto determinado y proponer estrategias para mejorar una investigación.

•

Las preguntas 4 y 5 permiten evaluar si las y los estudiantes comprenden que la energía eléctrica, al igual que todas las formas de energía, se transforma continuamente. Y que en estos procesos dicha transformación siempre produce calor que es liberado al entorno. En el caso de una ampolleta incandescente la energía eléctrica es transformada en calor y luz. En la pregunta 4 la energía eléctrica entregada por las pilas es transformada en las ondas mecánicas del sonido, las que se conocen como energía sonora o acústica. En ambos casos las preguntas permiten evaluar la habilidad científica de formular explicaciones a un fenómeno o hecho.

•

Las preguntas 7 y 10 de selección múltiple y las preguntas 1 y 2 de desarrollo requieren que las y los estudiantes conozcan los componentes de un circuito eléctrico simple y la función que cada uno de ellos realiza. Es importante destacar que si alguno de los componentes se encuentra ausente o falla, el circuito eléctrico no funcionará.

•

En la pregunta 7 se puede reforzar la idea de que el flujo de electrones siempre se produce desde el polo negativo al polo positivo, a través de un material conductor. El análisis y la retroalimentación que se pueden generar a partir de las preguntas, permiten desarrollar las habilidades del pensamiento científico relacionadas con el predecir, identificar variables de un experimento y formular explicaciones.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Pauta Evaluación /

Preguntas de selección múltiple

ÍTEM

INDICADOR DE EVALUACIÓN

CLAVE

Explican y comunican las normas de seguridad frente a los peligros de la corriente eléctrica (OA 10).

Proponen medidas para promover el ahorro de energía eléctrica (OA 11).

Reconocen la importancia del ahorro y uso responsable de la energía eléctrica (OA 11).

Reconocen los cambios que experimenta la energía eléctrica al pasar de una forma a otra (química a eléctrica y a sonora) (AO8).

Reconocen los cambios que experimenta la energía eléctrica al pasar de una forma a otra (eléctrica a calórica) (OA 8).

Distinguen los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electricidad (AO10).

Identifican los componentes que constituyen un circuito eléctrico simple (OA9).

Identifican un circuito eléctrico simple y lo usan para resolver problemas (AO9).

Distinguen los materiales conductores (cobre y aluminio) y aisladores (plásticos y goma) de electricidad (AO10).

Identifican los componentes de un circuito eléctrico simple y lo usan para resolver problemas (AO9).

30 / Módulo:Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Pauta Evaluación

Evaluación Módulo / Ciencias Físicas y Químicas

Rúbrica de evaluación para preguntas abiertas Pregunta 1:

Un estudiante realizó el siguiente circuito eléctrico (ver imagen en la evaluación del estudiante) ¿Qué pasará cuando el interruptor esté cerrado? Justifica tu respuesta.

Indicador: Identifican los componentes de un circuito eléctrico simple (OA10).

Nivel de Logro Adecuado

Suficiente

En la respuesta señalan que cuando el interruptor se cierre se encenderá la ampolleta y explican que el interruptor permite que la corriente eléctrica pase a través del circuito completo.

En la respuesta señalan que cuando el interruptor se cierre se encenderá la ampolleta sin explicar por qué se enciende.

Pregunta 2:

Insuficiente No responden la pregunta. O la respuesta no señala ninguno de los aspectos de los niveles anteriores.

Ana y su hermano menor estaban ayudando a su papá a decorar el árbol de Navidad. Al instalar las luces y conectarlas a la red eléctrica todas encendieron. Sin embargo, Ana sacó solo una de las luces y todas se apagaron. Al instalarla otra vez, todas encendieron. Su hermano menor, muy sorprendido, le preguntó por qué había ocurrido eso. ¿Qué debería decirle Ana a su hermano? Justifica tu respuesta.

Indicador: Identifican los componentes de un circuito eléctrico simple (OA10).

Nivel de Logro Adecuado

Suficiente

Insuficiente

En la respuesta señalan que todas las luces se apagaron, porque están conectadas en un circuito eléctrico y si falla una luz, el circuito se interrumpe. Además mencionan que al instalar la luz otra vez se restablece el circuito y todas las demás se encienden.

En la respuesta señalan que todas las luces se apagaron, porque están conectadas en un circuito eléctrico y si falla una luz, el circuito se interrumpe. O señalan que al colocar la luz otra vez se restablece el circuito y todas las demás se encienden.

No responden la pregunta. O la respuesta no alude a los elementos señalados en los niveles anteriormente.

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas / Ciencias Naturales / 5° básico / Pauta Evaluación /

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Cuaderno de trabajo

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Cuaderno de trabajo NIVEL DE EDUCACIÓN BÁSICA División de Educación General Ministerio de Educación República de Chile 2013

Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES

Cuaderno de trabajo / 5o básico

Mi nombre

Mi curso

Nombre de mi escuela

Fecha

MINISTERIO DE EDUCACIÓN NIVEL DE EDUCACIÓN BÁSICA

2013

Clase /

Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

El poder del globo FECHA:

El otro día Valentina jugaba con su prima Amanda, ella le tiraba un globo y Amanda lo atrapaba y lo tiraba de vuelta. De repente, Valentina se dio cuenta de que cuando Amanda atrapaba el globo por sobre su cabeza, su pelo se levantaba ligeramente hacia el globo. Esto no sucedía todas las veces, pero siempre coincidía, con que el globo rozaba antes su chaleco de lana. ¿Por qué le sucede eso al pelo de Amanda?

ACTIVIDAD 1

• Antes de empezar, reúnanse en grupos de cuatro y respondan. §§ Recuerdan una situación similar a la descrita en la parte de arriba, tal vez, luego de sacarse un chaleco. Describan brevemente la situación y señalen ¿cuándo?, ¿dónde? y ¿qué sucedió? Luego compartan lo descrito con sus compañeros(as).

Cuaderno de trabajo / Módulo didáctico / Ciencias Naturales / 5° básico

Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

Clase /

ACTIVIDAD 2

• Para iniciar esta actividad coloquen sobre una mesa de trabajo los siguientes materiales: un globo, sal, pimienta y papel volantín picado. Observen cada uno de los objetos en la mesa y luego contesten las siguientes preguntas.

Globo

Sal y pimienta

Papel volantín picado

§§ a) ¿Cómo es la interacción que tienen los diferentes elementos en la mesa?

Cuaderno de trabajo / Módulo didáctico / Ciencias Naturales /5° básico

Clase /

Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

ACTIVIDAD 3

• Coloquen en la mesa una hoja blanca y sobre esta la sal y la pimienta mezcladas. Ahora un integrante del grupo deberá tomar el globo desde el extremo que tiene el nudo y frotar unos 30 segundos con un paño de lana el extremo opuesto, luego debe acercar el globo a la mezcla de sal y pimienta. §§ a) ¿Qué sucede? ¿Cómo podrían explicar lo observado?

§§ b) Dibujen lo que observaron:

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Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

Clase /

ACTIVIDAD 4

• Ahora realizarán la misma actividad 3, pero deberán acercar el globo al papel picado del volantín. §§ a) ¿Qué sucede con el papel volantín?, ¿cómo podrían explicar lo observado?

§§ c) Dibujen lo que observaron:

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Clase /

Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

ACTIVIDAD 5

• Amarren los dos globos por medio de una cuerda delgada, dejando que cuelguen libres. Para ello un compañero(a) puede tomar la cuerda desde la mitad sin tocar los globos. Observen.

§§ a) ¿Qué sucede con los globos? Describan.

§§ b) Ahora deberán frotar una varilla con un paño de lana y acercarla al medio de los globos SIN TOCARLOS. ¿Qué sucede? Expliquen.

§§ c) Dibujen los globos antes y después de acercar la varilla. ANTES

DESPUÉS

§§ d) Al observar los dibujos, ¿qué pueden concluir?, ¿qué les pasó a los globos?

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Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

Clase /

ACTIVIDAD 6

• Si la materia tiene pequeñas partículas con cargas, algunas (+) y otras (-), y en condiciones normales estas se distribuyen al azar, los globos inicialmente estarían como en la figura A. Considerando que estas cargas se atraen cuando son (+) – (-) y se repelen cuando son (+) – (+) o (-) – (-), respondan las siguientes preguntas: §§ a) ¿Cómo creen que se ordenan estas partículas con sus cargas en el globo después de acercar la varilla? Dibújenlo en la figura B. Dibujo B

Dibujo A

§§ b) Si piensan nuevamente en el pelo de Amanda, ¿por qué se movió? Compartan la respuesta con sus compañeros(as). Expliquen su respuesta.

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Clase /

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Detectives de la energía eléctrica FECHA:

Hemos escuchado muchas veces hablar de la energía eléctrica, que es importante, que es cara, que es escasa, pero ¿qué es la energía eléctrica?

ACTIVIDAD 1

• Primero pensemos ¿dónde creen que hay energía eléctrica? Señalen cuatro lugares donde se puede reconocer que hay este tipo de energía, y a continuación hagan una pequeña puesta en común. 1. 2. 3. 4.

ACTIVIDAD 2 §§ ¿Qué características tiene esta energía eléctrica en esos lugares? Describan esas características. Lugar

Característica

1. 2. 3. 4.

• Realicen una puesta en común de los lugares y las características. 8

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Clase /

ACTIVIDAD 3

• Esta actividad deberás realizarla en tu hogar y traerla la próxima clase completa. Ahora serás un detective de la energía eléctrica. Cuando llegues a tu hogar observa por dónde llega la energía eléctrica. Una vez adentro de tu hogar busca las características descritas en la actividad 2. Cuando encuentres los lugares por donde hay o hubo energía, deberás señalar qué evidencias tienes al respecto. Ayúdate con la siguiente tabla. Evidencia viene del latín evidentia y significa: 1. f. Certeza clara y manifiesta de la que no se puede dudar. 2. f. Der. Prueba en determinado proceso.

EVIDENCIA Ejemplo: Sé que la energía eléctrica está o estuvo aquí, porque: El agua está irradiando calor

Los lugares donde encontré este tipo de evidencia de la energía eléctrica son: El hervidor de agua

§§ a) De acuerdo a las características que has descrito señala, ¿qué es la energía eléctrica?:

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Clase /

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En el colegio: ACTIVIDAD 4

• Reúnanse en grupos de cuatro estudiantes y compartan el trabajo de detectives realizado en sus hogares. §§ a) Señalen ¿en qué hay coincidencias?

§§ b) Revisen su planteamiento respecto de qué es la energía eléctrica. Nombre del detective

Concluyo que la energía eléctrica es:

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Módulo didáctico: Ciencias Físicas y Químicas

Clase /

§§ c) Redacten ahora una respuesta común. La energía eléctrica es:

§§ d) Vemos que esta energía en nuestros hogares se puede expresar como:

ACTIVIDAD 5

• Realizar una exposición de cada grupo, en la cual deben señalar la definición consensuada de lo que es energía eléctrica y cómo percibimos esta energía en nuestros hogares. Anota la definición del grupo a continuación.

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Clase /

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Construyendo una pila con electrolitos FECHA:

Un grupo de seis amigos se encontraban en una excursión en la montaña, pasarían ahí la noche y volverían al campamento a la mañana siguiente. Entrando la noche se percataron de que habían dejado las pilas sobre la mesa. Se miraron los seis y se preguntaron ¿cómo podrían prender entonces la linterna? Uno de ellos agarró la pila antigua que estaba en la linterna y se preguntó, ¿cómo funciona esto? Los otros trataron de recordar lo aprendido en la clase de Ciencias Naturales y decidieron tratar de construir una pila para hacer funcionar al menos una linterna. ¿Qué hicieron?

ACTIVIDAD 1

• Antes de partir imagina que tenemos los componentes básicos de la linterna, es decir, una ampolleta y una pila. §§ a) Dibuja cómo crees que se conectan la pila y la ampolleta para que esta última se encienda.

–

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Clase /

§§ b) Explica brevemente tu dibujo y compáralo con otros tres compañeros(as), con los cuales seguirás trabajando en las siguientes actividades.

ACTIVIDAD 2 §§ Si te pidieran que pusieras a prueba tu modelo de conexión entre la ampolleta y la pila, ¿cómo podrías hacerlo? Describe tu propuesta.

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Clase /

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ACTIVIDAD 3

• Consideremos que no tenemos una pila que funcione y queremos encender la ampolleta, ¿qué podemos hacer? Esta actividad se realizará de a cuatro personas, necesitaremos todos los materiales requeridos. a) Un(a) estudiante debe solicitar los materiales y ponerlos sobre la mesa. b) Un(a) estudiante debe tomar el rallador, proceder a rallar la papa y recoger el rallado en un vaso precipitado o recipiente. c) Otro(a) estudiante deberá exprimir cinco limones. d) Juntar la ralladura de la papa y el jugo de limón en un vaso precipitado o recipiente. e) Colocar las placas de zinc y de cobre al interior del vaso precipitado o recipiente, procurando que una parte de la placa (o del clavo) quede dentro de la preparación y la otra parte fuera de esta. f) Sujetar con scotch de papel las placas al borde del recipiente, de tal forma que las placas de zinc y de cobre queden en extremos opuestos. g) Unir el extremo descubierto de un cable con la placa de zinc y otro cable con la placa de cobre. h) Unir los extremos libres de los cables a la ampolleta LED, utilizando el modelo propuesto de la actividad 1. i) Observen y registren lo que sucede.

j) En el siguiente dibujo marquen cómo van los cables de cobre de acuerdo al modelo propuesto.

(–)

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(+)

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Clase /

ACTIVIDAD 4 §§ a) Expliquen qué sucedió:

§§ b) Entonces ¿la predicción realizada en la actividad Nº 2 permitió que se encendiera la ampolleta? ¿Por qué?

• Si la ampolleta no se prendió, intenten cambiar su modelo inicial de unión de los cables con la ampolleta.

ACTIVIDAD 5

• Dibujen cómo quedó el diseño final.

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Clase /

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ACTIVIDAD 6

• A partir de lo que han experimentado señalen a modo de conclusión: §§ a) ¿Por qué se utilizan dos metales distintos al interior del vaso?

§§ b) ¿La posición de la ampolleta LED es importante?, ¿por qué?

§§ c) ¿Cómo funciona una pila?

§§ d) Las pilas que usan los diferentes aparatos no están llenas de jugo de limón o de papa, pero ¿qué tendrán en común estos dos tipos de pilas?

§§ e) Realicen una breve puesta en común de los principales resultados de esta actividad y expliquen cómo funciona su pila.

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Clase /

¿Por qué mi lámpara no funciona? FECHA:

En su pieza Tomás estaba leyendo un libro y como la luz que le llegaba en ese lugar era muy baja, decidió encender la lámpara que estaba en su velador. Sin embargo, al mover el interruptor la ampolleta no encendió. Era una lámpara nueva y nunca antes había tenido problemas con ella. La lámpara tiene una base de madera con un palo en cuya parte superior se encuentra la ampolleta y sobre la ampolleta, la pantalla. Desde la base de madera sale un cable, el cual tiene un interruptor y termina con un enchufe. Como la lámpara no funcionaba lo primero que hizo Tomás fue mover nuevamente el interruptor, pero seguía sin encenderse, también se fijó que estuviera enchufada. Entonces se preguntó ¿por qué no funciona la lámpara?

ACTIVIDAD 1

• De acuerdo al texto dibuja la lámpara de Tomás.

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Clase /

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ACTIVIDAD 2

• ¿Dónde puede estar el problema de la lámpara? Tomás ha identificado algunos posibles problemas. Completa el cuadro y señala cómo podrías probar que ese es el causante del problema. Problema

Se ha cortado la luz en la cuadra.

La ampolleta está mala.

¿Qué hacer?

¿Qué sucede?

Conclusión

Chequear qué pasa con otro lugar donde llega la corriente eléctrica, para ello prender el televisor o abrir la puerta del refrigerador.

Se observa que los demás artefactos eléctricos funcionan correctamente

Hay energía eléctrica en la casa, el problema es otro.

Habría que desenchufar la lámpara, sacar la ampolleta y colocarla en otra lámpara que sí está funcionando.

La ampolleta no enciende en la otra lámpara.

La ampolleta está mala habría que cambiarla.

La ampolleta enciende en la otra lámpara.

El problema no es la ampolleta, hay que seguir investigando.

El interruptor no funciona.

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Clase /

ACTIVIDAD 3

• Pongamos a prueba la propuesta, para ello formen grupos de cuatro integrantes y construyan la lámpara de Tomás a escala. Primero armen un circuito simple con los materiales requeridos. a) Colocar la base de trupán sobre la mesa. b) Sobre ella fijar con las grapas o la huincha la ampolleta, debe quedar libre la base de la ampolleta para poder conectar los cables. c) Ahora deben fijar las pilas. d) Conecten los cables con cuidado primero a la ampolleta y luego a la pila. La conexión debe hacer que la pila se encienda. Dibuja tu circuito.

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Clase /

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ACTIVIDAD 4

• A partir de la construcción del circuito, expliquen cómo funciona el circuito, señalando qué función cumple cada uno de los componentes.

ACTIVIDAD 5

• Ahora incorporen un interruptor entre la pila y la ampolleta, para ello rearmen su circuito. §§ a) ¿Qué sucede al colocar un interruptor entre medio de la pila y la ampolleta? Expliquen.

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Clase /

ACTIVIDAD 6

• Ahora volvamos a la lámpara de Tomás. §§ a) ¿Qué sucede si el interruptor no funciona?

§§ b) ¿Cómo lo podría solucionar Tomás?

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Aislantes versus conductores FECHA:

Recordemos la clase anterior, tratamos de ver qué podría estar fallando en la lámpara de Tomás. Se revisó si había corriente en la casa, la ampolleta y el interruptor, sin embargo, la ampolleta aún no enciende. Mirando detenidamente los cables de la lámpara se puede ver que el cable está doblado en un extremo, ¿será este el problema? ¿Podríamos probar si el cable es el problema?

ACTIVIDAD 1

• Considerando el modelo de circuito eléctrico que se armó en la clase anterior. §§ a) ¿Qué sucedería si el cable que sale de la fuente de poder hacia el emisor (la ampolleta) se corta en la mitad?

• Tomen nuevamente el modelo a escala realizado en la clase anterior de la lámpara de Tomás y remplacen el cable que va desde la fuente de poder a la ampolleta por dos cables unidos, entre sí.

§§ b) Cuando la ampolleta esté encendida, tomen cada uno de los cables y sepárenlos con cuidado, ¿qué sucede? Describan.

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Clase /

§§ c) Si realizamos la misma acción, pero ahora con el cable que va desde la ampolleta a la fuente de poder, ¿qué creen que sucedería?

§§ d) Realicen el cambio, ¿qué sucede?

ACTIVIDAD 2 No todos los materiales tienen las mismas propiedades, algunos facilitan la conducción de la electricidad mientras que otros no. A los primeros los llamaremos conductores y a los segundos aislantes.

• Observa la siguiente tabla, en ella aparecen una serie de materiales. Clasifica si piensas que dicho material será un conductor de la electricidad o un aislante. Márcalo en la tabla.

Material

Clasificación

Lana

Conductor

Aislante

Aluminio

Conductor

Aislante

Goma eva

Conductor

Aislante

Corcho

Conductor

Aislante

Plástico

Conductor

Aislante

Madera

Conductor

Aislante

Acero

Conductor

Aislante

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Clase /

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ACTIVIDAD 3

• A continuación probaremos las clasificaciones realizadas en la tabla anterior. Esta actividad se realizará de manera grupal (no más de cuatro estudiantes) y se utilizará el circuito de la clase anterior. Además se requerirá de otros materiales.

• a) Preparen los materiales necesarios para la actividad: - Tomar el rollo de papel aluminio, cortar unos 15 cm y con las manos enrollar el papel aluminio muy delgado, formando un filamento. - Tomar el rollo de papel film, cortar con cuidado unos 15 cm y con las manos enrollar el papel film muy delgado, formando filamentos. - Enrollar la plasticina, generando filamentos de 15 cm. - Cortar los palos de maqueta a 15 cm. - Tomar un pliego de goma eva y cortarlo, formando filamentos de 15 cm.

• b) Reemplacen los cables de cobre que están en el modelo realizado en la clase anterior por cada uno de los materiales propuestos y describan el resultado en la tabla.

Material

Lana

Aluminio

Goma eva

Plasticina

Plástico

Madera

Acero

Resultado

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Clase /

ACTIVIDAD 4

• A partir de los resultados. §§ a) Compara los resultados obtenidos con tus clasificaciones. ¿Cuántas de ellas estuvieron acertadas?

§§ b) ¿Por cuáles materiales se podría cambiar el cable de la lámpara de Tomás? y ¿por cuáles no? Explica tu respuesta, apóyate en los resultados.

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Guantes mágicos FECHA:

Un día llegaron al colegio una serie de trabajadores a revisar las instalaciones eléctricas de la sala de computación. Al cruzar por el patio las y los estudiantes se percataron que todos llevaban unos guantes muy grandes. ¿Para qué serían? Si estos trabajadores están manipulando los cables de la corriente eléctrica ¿deberán tomar medidas especiales? Y si esos guantes son para protegerse, ¿tendrán ciertas características especiales? ¿Esos guantes podrán ser elaborados con cualquier tipo de tela? Entonces ¿De qué tela pueden ser los guantes del electricista?

ACTIVIDAD 1

• Para empezar, ¿has visto alguna vez los guantes que usan los electricistas? Si es así, dibújalos y describe cómo son. Si nunca has visto uno de esos guantes dibuja y describe cómo crees que serían.

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Clase /

ACTIVIDAD 2

• Considerando tu información sobre la corriente eléctrica, al saber que alguien va a manipular los cables de la corriente eléctrica, ¿crees que debería usar algún tipo de protección? Explica tu respuesta.

ACTIVIDAD 3

• Si esa protección fueran unos guantes. ¿Qué características deberían tener estos guantes? Señala todas las variables que debes considerar.

ACTIVIDAD 4

• Diseñemos nuestros propios guantes protectores. Este será un proyecto de Ciencias, en el que deberemos diseñar unos guantes protectores de la electricidad. Para ello tenemos una serie de materiales que podrían servir para su fabricación. ¿Cómo podemos elegir el material más apropiado? §§ a) Diseña un experimento que te permita seleccionar el material más apropiado para la construcción de estos guantes, considera múltiples variables como, por ejemplo, costo, posibilidad de manipular, masa, entre otras.

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Clase /

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ACTIVIDAD 5

• Considerando el modelo de circuito eléctrico utilizado en la clase anterior del módulo, se podrían poner a prueba las diferentes telas para ver cuál de ellas tiene menor conductividad. Formen grupos de hasta cuatro estudiantes. Seleccionen los materiales que pudieran utilizar para la construcción de los guantes (por ejemplo: lana, cuero, tela de cobre, polar, algodón, etc.) y que pondrán a prueba. §§ a) Señalen los materiales escogidos:

§§ b) Construyan una tabla para exponer los resultados, incluir diversas variables para la toma de decisiones (ejemplo: conductividad, costo, capacidad de manipulación).

§§ c) ¿A qué conclusión pueden llegar con los resultados obtenidos?

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Clase /

ACTIVIDAD 6

• A modo de conclusión final y reflexión. §§ a) ¿Qué materiales ustedes no recomiendan para la elaboración de los guantes?

§§ b) ¿Qué variable, que ustedes midieron, tuvo mayor peso al momento de tomar una decisión?

§§ c) ¿Por qué es importante utilizar medidas de protección al manipular elementos que conducen la electricidad?

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Clase /

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¿Cuánta energía gastamos? FECHA:

Un día llegó la cuenta de la luz a una casa. En general la familia no suele mirarla, pero esta vez la analizaron detenidamente. A simple vista no les fue fácil entender, pues al observar los detalles vieron que la boleta señalaba el consumo total de energía eléctrica del hogar en un mes y cuánto salía ese consumo en pesos. Pero ¿en qué se gastó tanta energía? Si pensamos en los gastos energéticos que se producen en una casa, ¿qué gastará más energía?

ACTIVIDAD 1

• Antes de empezar, observa la cuenta de la luz de tu casa. ¿Qué dice la boleta?

ACTIVIDAD 2

• Piensa en tu casa, señala cuáles crees tú que son los aparatos que más gastan energía y cuáles gastan menos. Los que más gastan energía

Los que menos gastan energía

1 2 3 4 5 30

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Clase / ACTIVIDAD 3

• Analicemos los siguientes datos:

§§ a) Si la ampolleta del velador señala 40 W, ¿cuánta energía gasta? Para ello debemos pasar este valor a unidad más grande llamada kilowatt (kW). La ampolleta del velador gasta 40 W y eso equivale a 0,04 kW. (A)

1 kW equivale a 1.000 W

§§ b) Si la lámpara del velador la prende entre las 7:00 y las 7:30 y luego entre las 20:00 y las 21:30 hrs., quiere decir que la uso 2 horas diarias, durante 30 días. Entonces el gasto mensual sería:

Para calcularlo debemos multiplicar el valor en kW por 2 (las horas de consumo) y luego por 30 (número de días). consumo aparato

Nº de horas

Nº de días en el mes

consumo del mes

Si uno gasta 1 kW/h al mes debe pagar aproximadamente 88 pesos.

0,04 kW x 2 x 30 = 2,4kW/h al mes

(A)

(B)

(C)

§§ ¿Cuánto tendría que pagar al mes por usar esta lámpara dos horas diarias al mes? Para ello debes multiplicar el valor de arriba (C) por el costo en pesos de 1 KW/h mes (88 pesos).

2,4 kW/h mes x 88 pesos = 211,4 pesos (C)

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Clase /

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ACTIVIDAD 4

• Veamos cuánto es el consumo de nuestros electrodomésticos. Para ello observa la siguiente tabla en la cual encontrarás una serie de electrodomésticos con su gasto requerido para funcionar en watts. Completa la información requerida. a) Primero convierte los valores a kW (para ello deberás dividir los valores por 1000). b) Luego señala ¿cuántas horas al mes se usa este electrodoméstico en tu casa? c) A continuación calcula el gasto de ese electrodoméstico al mes, para ello deberás multiplicar (A) * (B). d) Finalmente, si consideramos que el valor del kWh al mes fuese de 88 pesos, ¿Cuánto es lo que deberás pagar por ese consumo al mes? Para ello deberás multiplicar el valor (C) * 88 pesos. Electrodoméstico

Gasto

Plancha

1000 W

Televisor

150 W

Equipo de sonido

100 W

Refrigerador

250 W

Secadora de ropa

2000 W

Secador de pelo

1000 W

Reproductor de video (DVD)

75 W

Aspiradora

Computador

600 W

Horno microondas

800 W

Estufa eléctrica

2000 W

Ventilador

1500 W

Hervidor de agua

1300 W

Ampolleta

100 W

Batidora

250 W

Licuadora

1400 W

kW (A)

Número de horas al mes (B)

1200 W

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Gasto al mes (A)*(B)=(C)

Valor

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Clase /

ACTIVIDAD 5

ACTIVIDAD 6

• A partir de los datos que has podido obtener: §§ a) ¿Cuánto es el consumo mensual aproximado en tu casa?

• Realiza un resumen de los resultados y genera una pequeña presentación. Responde la pregunta inicial: ¿Cuánta energía gastamos? §§ ¿Hay coincidencias en el curso? ¿Cuáles?

§§ b) ¿Cuáles son los electrodomésticos que generan un mayor gasto en el hogar?

§§ c) ¿Y cuáles menos?

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Clase /

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Ahorremos energía FECHA:

Hace unos días dieron un reportaje en la televisión sobre la producción de energía eléctrica en Chile, y al parecer como país estamos gastando una gran cantidad de energía. Ahí se planteaba que si no llovía por mucho tiempo y se produce una sequía podríamos quedarnos sin luz. Se hacía un llamado a ahorrar lo más posible el consumo de energía en la casa. Pero ¿cuánta energía eléctrica podemos ahorrar en el hogar?

ACTIVIDAD 1

• Si pensamos en todas las cosas que necesitan energía eléctrica en el hogar, tenemos los electrodomésticos, los celulares, los computadores y también las ampolletas, entre otras. §§ a) Piensa en tu casa. ¿Cuántas ampolletas se usan en tu hogar? ~~ En la entrada de tu casa: ~~ En el living: ~~ En el comedor: ~~ En el pasillo: ~~ En los dormitorios: ~~ En el baño: ~~ Otro lugar:

§§ En total hay

ampolletas.

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Clase /

ACTIVIDAD 2

• Por ejemplo en la casa de Valentina hay las siguientes ampolletas y estas consumen la siguiente cantidad de energía. Observa, analiza y responde.

Lugar

Numero de ampolletas

Gasto en watt

Total de kW (nº W/1000)

Horas de uso diario

A Entrada de la casa

Living

Comedor

2 Lámparas

Baño

Mi dormitorio

Pasillo

TOTAL

Consumo del mes kW/h

Costo en pesos

(A*B)=C

(C*88)=D

0,2

120

2.112

Lámpara que 1 ampolleta cuelga 60W

0,1

120

7,2

634

Mesa al costado

2 ampolletas 40 W

0,1

2,4

211

Lámpara central

2 ampolletas de 75 W

0,2

4,5

396

2 lámparas del velador

2 ampolletas de 40W

0,1

4,8

422

1 ampolleta de 100 W

0,1

0,5

1,5

132

1 lámpara central

1 ampolleta 100W

0,1

2,5

7,5

660

Lámpara en el espejo

3 ampolletas de 60W

0,2

5,4

475

Lámpara central

1 ampolleta 100W

0,1

0,5

1,5

132

Lámpara central

1 ampolleta 100W

0,1

528

1 lámpara del velador

1 ampolleta de 40W

0,0

1,2

106

Lámpara de escritorio

1 ampolleta de 60W

0,1

1,8

158

1 Lámpara central

1 ampolleta de 40W

0,0

300

1.056

Dormitorio de mis padres Lámpara central Cocina

2 ampolletas 100W

Número de horas al mes (30 días) B

7.022 pesos

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Clase /

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1. Multiplicamos el número de ampolletas por el número de watts, y luego dividido por 1000. Esto me da los kW= (A). 2. La cantidad de uso diario por la cantidad de días al mes (30) da la cantidad de horas al mes que se utilizan los aparatos = (B). 3. La cantidad de kW/h al mes se obtiene multiplicando A*B. 4. El costo en pesos del uso de las ampolletas corresponde a la multiplicación de C* 88 pesos. Considerando 88 pesos por cada kW/h mes consumido. §§ a) ¿En qué lugar de la casa hay mayor gasto de energía eléctrica por consumo de luz?

§§ b) ¿Y dónde hay menor gasto?

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Clase /

ACTIVIDAD 3

• Consideremos que lo analizado en la actividad anterior solo consideró el consumo de las ampolletas, por lo tanto, este valor no incluye todo lo que consumen los demás electrodomésticos. §§ a) ¿Podremos hacer algo para disminuir este consumo? Propón una estrategia para disminuir el consumo.

§§ b) En el ejemplo de la casa de Valentina se sugirió cambiar las ampolletas por aquellas que ahorran energía. Probemos. Cambiemos las ampolletas, tomemos para ello la siguiente pauta.

~~ 40 W por una de 8 W. ~~ 60 W por una de 9 W. ~~ 75 W por una de 13 W. ~~ 100 W por una de 20 W. §§ c) A partir de estos nuevos valores de consumo, recalcula el costo asociado al uso de luz eléctrica al cambiar las ampolletas. ¿Cuánto es?

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Clase /

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ACTIVIDAD 4

• A modo de conclusión y reflexión: §§ a) ¿Qué cambio se observaría en la boleta de la luz al sustituir las ampolletas?

§§ b) Si esto se mantiene durante todo el año, ¿cuánto se ahorraría en un año?

§§ c) Crees tú que estas acciones contribuyen al ahorro energético. Explica.

• Realicen una puesta en común con las principales conclusiones del trabajo.

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EVALUACIÓN Módulo: Ciencias Físicas y Químicas CIENCIAS NATURALES Quinto año básico

Mi nombre

Mi curso

Nombre de mi escuela

Fecha

2013

• A continuación te presentamos doce preguntas para evaluar lo aprendido. Lee cada una de las preguntas que se presentan a continuación y marca la alternativa correcta. 1. El día que Pedro presentó un proyecto a su profesora para comprobar que el agua tenía la propiedad de conducir energía eléctrica, ella le indicó que podía ser peligroso si no tomaba algunas medidas de seguridad. ¿Qué opción de la lista es realmente efectiva para que Pedro pueda desarrollar el experimento en forma segura? A. Usar lentes de seguridad para evitar que le salpique agua a los ojos. B. Utilizar guantes de goma para no recibir una descarga eléctrica. C. Colocarse delantal blanco sobre su ropa para no quemarla. D. Lavarse las manos antes de realizar el experimento.

2. En un curso decidieron hacer una campaña de ahorro de energía eléctrica durante dos meses. Para medir el impacto de su campaña nombraron a un secretario que anotaba la cantidad de horas que estaban encendidas las luces durante el día; pero luego de un mes el secretario se enfermó y nadie recordó anotar los datos. •

¿Cómo podrían los niños(as) demostrar que su campaña funcionó?

A. Pidiendo que hayan dos secretarios de campaña y comenzar a registrar los datos nuevamente. B. Cambiando las ampolletas de las salas y oficinas por ampolletas de ahorro de energía. C. Comparando mensualmente el consumo eléctrico en las boletas de la cuenta de luz un mes antes y un mes después de la campaña. D. Realizando un gráfico con los datos que alcanzó a anotar el secretario y presentarlos al curso.

3. El siguiente gráfico muestra el consumo de energía eléctrica en Chile entre los años 2002 y 2007, en las zonas norte, centro, sur y Región Metropolitana (RM). Consumo de energía eléctrica en los hogares de Chile

700

KILOWATTS HORA POR HABITANTES ZONA NORTE

600

ZONA CENTRO ZONA SUR RM

500

400

300

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Fuente: INE

•

¿Cuál de las siguientes preguntas se puede contestar, utilizando la información de este gráfico?

A. ¿Han funcionado las campañas de ahorro energético en Chile? B. ¿Cuál es la actividad humana que utiliza más energía eléctrica en Chile? C. ¿En qué se utiliza la energía eléctrica en los hogares de Chile? D. ¿Qué zona de Chile es la que consume más energía eléctrica?

4. Durante un paseo, Jorge y sus compañeros(as) encendieron una radio portátil que funcionaba con dos pilas grandes para escuchar su música favorita. ¿Qué transformaciones de energía están presentes en el relato anterior? A. La energía eléctrica de la radio se transforma en energía calórica. B. La energía química de las pilas se transforma en energía eléctrica y luego sonora. C. La energía sonora se transforma en energía eléctrica. D. La energía eléctrica se transforma en energía química. 2

5. Cuando el papá de Juan cambiaba una ampolleta en su casa se quemó los dedos al momento de tocarla. Considerando los tipos de energía presentes en el relato, ¿cuál es la explicación de lo ocurrido al papá de Juan?

A. El papá de Juan se quemó, porque la energía lumínica de la ampolleta puede quemar los dedos. B. Se quemó los dedos, porque la ampolleta estaba caliente debido a que en la ampolleta la energía eléctrica se transforma en energía calórica. C. La ampolleta estaba muy caliente, porque estaba colocada hacia abajo y la posición influye en lo que se calienta. D. El papá de Juan se quemó los dedos, porque la ampolleta consumía mucha energía eléctrica.

6. Catalina quiere construir un circuito eléctrico simple, ¿cuál de los siguientes materiales podría servirle como aislante eléctrico? A. El plástico, porque es un material que dificulta el paso de la corriente eléctrica. B. El cobre, porque todos los cables del tendido eléctrico permiten transportar la energía eléctrica. C. El acero, porque es una aleación muy resistente para elaborar cables. D. El papel de aluminio, porque el aluminio es un metal que facilita el paso de la corriente eléctrica. 3

7. ¿Cuál de los siguientes diseños de un circuito eléctrico funcionará correctamente para que el palito de helado gire como un ventilador?

C Pila

Pila

Cable

Palito helado

Cable

Palito helado

Motor eléctrico

D Pila

Pila Cable

Palito helado

Cable

Palito helado

Motor eléctrico

8. Javiera tiene los siguientes objetos: un circuito simple formado por una pila, cables, una ampolleta, un vaso con agua pura (desmineralizada) y un poco de sal. •

¿Qué pregunta puede responder Javiera, usando todos estos materiales?

A. ¿Puede la sal oxidar los cables del circuito? B. ¿Es el agua salada un conductor de la electricidad? C. ¿Cómo afecta el agua el funcionamiento de la pila en el circuito? D. ¿Cuánto tiempo permanecerá encendida la ampolleta bajo el agua?

9. El siguiente dibujo muestra un circuito eléctrico en el que se ha utilizado una cuchara de madera para completar el circuito.

CIRCUITO ELÉCTRICO SIMPLE

•

Usando esta información y tus conocimientos, ¿qué puedes predecir que ocurrirá con la ampolleta?

A. Se encenderá de manera normal, porque la madera es un buen conductor. B. Se calentará, porque el objeto de madera es un buen aislante. C. Se quemará y no encenderá, porque el objeto no es un aislante. D. La ampolleta no se encenderá, porque la madera no es un buen conductor.

10. Pedro decidió hacer un experimento usando circuitos eléctricos. Buscó diferentes baterías y las usó en su circuito eléctrico, sin embargo, repentinamente, la ampolleta del circuito se quemó y él no pudo completar su experimento. •

¿Cuál de las siguientes variables debería haber considerado Pedro para su experimento?

A. El voltaje de las baterías. B. El tamaño de la ampolleta. C. La extensión de los cables. D. El material de los cables. 5

Desarrollo: 1. Un estudiante realizó el siguiente circuito eléctrico.

Cable

Lámpara 1 pila

Interruptor • ¿Qué pasará cuando el interruptor esté cerrado? Justifica tu respuesta.

2. Ana y su hermano menor estaban ayudando a su papá a decorar el árbol de Navidad. Al instalar las luces y conectarlas a la red eléctrica todas encendieron. Sin embargo, Ana sacó solo una de las luces y todas se apagaron. Al instalarla otra vez, todas encendieron. Su hermano menor, muy sorprendido, le preguntó por qué había ocurrido eso.

• ¿Qué debería decirle Ana a su hermano? Justifica tu respuesta.