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COLECCIÓN FORMACIÓN DEL PROFESORADO. EDUCACIÓN SECUNDARIA DESARROLLO, APRENDIZAJE Y ENSEÑANZA EN LA EDUCACIÓN
SOCIOLOGÍA DE LA EDUCACIÓN SECUNDARIA
C. COLL (COORD.) / A. BUSTOS / F. CÓRDOBA / R. DEL REY Y OTROS
R. FEITO (COORD.) / M. FERNÁNDEZ ENGUITA / M. GARCÍA / M. GARCÍA LASTRA Y OTROS
Los procesos de aprendizaje en las instituciones y en las aulas de educación secundaria, el apoyo a la adquisición y desarrollo de las competencias, cómo planificar y llevar a cabo una enseñanza que favorezca el aprendizaje.
Mirada sociológica sobre los problemas educativos, de manera que sea útil en el trabajo docente. La sociedad del conocimiento, las relaciones entre educación y empleo, la participación de padres y madres en la gestión escolar, la vida en las aulas, la posición del profesorado en la estructura social, los resultados escolares…
PROCESOS Y CONTEXTOS EDUCATIVOS: ENSEÑAR EN LAS INSTITUCIONES DE EDUCACIÓN SECUNDARIA F. IMBERNÓN (COORD.) / S. ANTÚNEZ / A. BOLÍVAR / F. CÓRDOBA Y OTROS Las nuevas formas y procesos de enseñar y aprender obligan a repensar las funciones de la profesión educativa y a desarrollar una mayor capacidad de relación, comunicación, colaboración, saber gestionar las emociones y actitudes, y de compartir la problemática educativa.
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APRENDER A ENSEÑAR EN LA PRÁCTICA: PROCESOS DE INNOVACIÓN Y PRÁCTICA DE FORMACIÓN EN LA EDUCACIÓN SECUNDARIA Á. PÉREZ GÓMEZ (COORD.) / N. BACHES / JOSEP M. CARBÓ / P. FERNÁNDEZ-BERROCAL Y OTROS La profesión docente actual requiere saberes, habilidades y actitudes profesionales para estimular y motivar. Incluye materiales que ayudarán a desarrollar el componente práctico del currículo como el eje central en torno al cual deben converger el resto de los cursos y actividades de formación.
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Alambique
Didรกctica de las Ciencias Experimentales
83
Número 83, Año XXII Segunda época Enero 2016 Publicación trimestral La suscripción anual incluye: 4 revistas (en papel y en digital) + acceso al fondo histórico PVP suscripción: Consultar boletín en páginas interiores Redacción C/ Hurtado, 29 08022 Barcelona Tel.: 934 080 455 Fax: 933 524 337 editorial@grao.com Dirección editorial Laura Cuadros Secretaria de Redacción Sara Cardona Gestión editorial Anna Coll-Vinent, Mireia Domènech Maquetista Maria Tortajada Coordinadora de Producción Maria Tortajada Edita Editorial Graó, de IRIF, S.L. Presidente Antoni Zabala Director general Mario Juárez Director financiero Julià Jené Directora de Ediciones Cinta Vidal Directora del Área de Revistas Glòria Puig
Consejo de Dirección Aureli Caamaño (IES Barcelona-Congrés, Barcelona) Susana García Barros (Universidad de A Coruña) Rafael López-Gay (Universidad de Almería) Emilio Pedrinaci (IES El Majuelo, Gines. Sevilla) Consejo Editorial Antxón Anta (Colegio Alemán San Alberto Magno, San Sebastián). Mauricio Compiani (Instituto Geociencias UNICAMP. Brasil). Àngel Ezquerra (Universidad Complutense de Madrid). Elvira González (Berritzegune B01, Bilbao). Glinda Irazoque (Universidad Nacional Autónoma de México). Juan de Dios Jiménez (Parque de las Ciencias, Granada). Xavier Juan (IES Sant Quirze del Vallés, Barcelona). Ana Lia de Longhi (Universidad Nacional de Córdoba. Argentina). Silvia Lope (CESIRE-CDEC, Universitat Pompeu Fabra, Barcelona). Isabel P.Martins (Universidad de Aveiro. Portugal). Diana Parga (Universidad Pedagógica Nacional. Colombia). José Antonio Pascual (IES El Escorial, Madrid). Blanca Puig (Universidad de Santiago de Compostela). Consejo Asesor Nacional Manuel Alonso (IES Leonardo da Vinci, Alicante). Alicia Benarroch (Universidad de Granada). David Brusi (Universidad de Girona). Pedro Cañal (Universidad de Sevilla).
Diseño: Maria Tortajada Impresión: Publidisa D.L.: B 13372/1994 ISSN edición impresa: 1133-9837 ISSN edición en línea (Internet): 2014-4733 Impreso en España
José Luis Cebollada (IES La Azucarera, Zaragoza). Josep Corominas (Escola Pia de Sitges, Barcelona). Ángel Cortés (Universidad de Zaragoza). Digna Couso (Universidad Autónoma de Barcelona). Mariona Doménech (CESIRE-CDEC, Barcelona). María Jesús Fuentes (IES Isaac Díaz Pardo, A Coruña). Jenaro Guisasola (Universidad del País Vasco). Fina Guitart (CESIRE-CDEC, Universidad de Barcelona). María Pilar Jiménez Aleixandre (Universidad de Santiago de Compostela). M.ª Rut Jiménez Liso (Universidad de Almería). Teresa Lupión (Centro del Profesorado de Málaga). Conxita Márquez (Universidad Autónoma de Barcelona). Vicente Mellado (Universidad de Extremadura). Juan Gabriel Morcillo (Universidad Complutense de Madrid). José Maria Oliva (Universidad de Cádiz). Ana Oñorbe (IES Dámaso Alonso. Madrid). Fco. Javier Perales (Universidad de Granada). Antonio de Pro (Universidad de Murcia). Jordi Solbes (Universidad de Valencia). Consejo Asesor Internacional José A. Chamizo (UNAM. México). Ana Dumrauf (Universidad de La Plata. Argentina). Agustina Echevarría (Instituto de Química UFG. Brasil). Antonio Gutiérrez (Universidad Pedagógica de Buenos Aires. Argentina). Andrea Horta (Universidad Federal de Minas Gerais. Brasil). Héctor Luis Lacreu (Universidad Nacional de San Luis. Argentina). M.ª Fátima Paixão (Escola Superior de Educaçao, Castelo Branco. Portugal). Mario Quintanilla (Universidad Católica de Chile). Dorinda Rebelo (Escuela Secundária de Estarreja. Portugal). Vicente Talanquer (Universidad de Arizona. EE.UU.).
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Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales se incluye en los siguientes catálogos, directorios y bases de datos: CARHU PLUS+, CINDOC (ISOC), DIALNET, DICE, ERIH, INRECS, LATINDEX, REDINED y RESH. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales no asume necesariamente las opiniones ni los criterios expuestos en las distintas colaboraciones. Quedan rigurosamente prohibidas, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción o almacenamiento total o parcial de la presente publicación, incluyendo el diseño de la portada, así como la transmisión de ésta por cualquier medio, tanto si es eléctrico como químico, mecánico, óptico, de grabación o bien de fotocopia, sin la autorización escrita de los titulares del copyright. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra (www.conlicencia. com) 917 021 970/932 720 447.
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Alambique Didáctica de las Ciencias Experimentales
Número 83, enero • febrero • marzo • 2016
Monografía: La geología que necesitamos
4 7 13 20 27 33
La geología que necesitamos
Emilio Pedrinaci
Qué debe saber todo ciudadano acerca del planeta en que habita Emilio Pedrinaci El extraño caso de la Sima de los Huesos Vivir sobre un volcán
Esperanza M. Fernández-Martínez
Enrique García de la Torre, M.ª Dolores Téllez
Depredadores de rocas
Ángel Luis Cortés
¿Habrá un terremoto en mi ciudad?
Juan Antonio López Martín
Actualización y reflexión
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¿Qué sabemos y qué desconocemos sobre el motor de las placas litosféricas?
AA.VV.
Intercambio
51 57 64
Los biocombustibles en el aula y el laboratorio de bachillerato Óptica con Peppa Pig
Yolanda Echegoyen
Antonio Joaquín Franco
Analisis básico de azúcares en alimentos: una reacción de Fehling recreativa José Pedro López Pérez, Raquel Boronat
Ideas prácticas Experiencias
69 72
Un modelo para el comportamiento del manto terrestre Corrientes inducidas
Emilio Pedrinaci
Antxon Anta
En contexto
76 78
Sensores para la salud
Jorge Yáñez
¿Debería ser obligatoria la vacunación?
Noa Ageitos, Blanca Puig
Recursos para el aula
80 83
Proyecto Go-Lab: una oportunidad para aprovechar Museo Nacional de Ciencias Naturales Informaciones
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Encuentros
Mikel Etxaniz
Pilar López García-Gallo, Luis Barrera
LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
La geología que necesitamos Emilio Pedrinaci Consejo de Dirección de ALAMBIQUE
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Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • pp. 4-6 • enero 2016
La geología que necesitamos
E
n febrero de 2008 se celebraba en París el acto inaugural del «Año Internacional del Planeta Tierra», y en su presentación la UNESCO declaraba que «todas las decisiones sobre la sostenibilidad deberían estar fundamentadas en la riqueza del conocimiento, existente y futuro, proporcionado por las ciencias de la Tierra».
Sí, necesitamos la geología para elaborar cualquier propuesta de sostenibilidad que pretenda estar fundada. ¿Podríamos entender el presente desconociendo el pasado? ¿Sabríamos valorar el cambio climático actual, sus causas y sus consecuencias, sin conocer lo ocurrido en cambios climáticos anteriores? Necesitamos la geología porque, cada año, fenómenos naturales como terremotos, volcanes o inundaciones generan decenas de miles de víctimas mortales que, en su mayoría, se evitarían con un mejor conocimiento del funcionamiento del planeta. Y, en última instancia, la necesitamos para conocer nuestro pasado y, por tanto, para conocernos mejor a nosotros mismos. Pero, en tanto que ciudadanos, no necesitamos «cualquier» geología sino aquella que nos ayuda a entender cómo funciona la Tierra y a insertar en ese conocimiento situaciones reales. Una geología que esté relacionada con problemas de la sociedad, que nos permita entender cómo se construye el conocimiento científico y proporcione saberes instrumentales, útiles para ciertas situaciones cotidianas. Dedicamos este monográfico a presentar algunos rasgos de esa geología. En el primer artículo, Emilio Pedrinaci (pp. 7-12) subraya la importancia de contar con una ciudadanía científicamente alfabetizada, indica algunas de las deficiencias de los currículos oficiales y analiza la dificultad de seleccionar los conocimientos más adecuados, así como la necesidad de contar con criterios de selección de contenidos congruentes con el objetivo pretendido. Además, presenta las señas de identidad de la propuesta «Alfabetización en ciencias de la Tierra», elaborada por la práctica totalidad de las sociedades científicas y organizaciones españolas relacionadas con la geología y su enseñanza. El trabajo del geólogo tiene similitudes con el de un detective que llega a la escena del crimen mucho después de que éste haya ocurrido y debe analizar las huellas disponibles, formular hipótesis y comprobar en qué medida éstas explican los datos disponibles. Esperanza Fernández-Martínez (pp. 13-19) presenta una excelente experiencia de aula. El punto de partida es la Sima de los Huesos (Atapuerca): la autora ofrece datos reales de este yacimiento para, a partir de ellos, contrastar varias hipótesis y valorar cuál esclarece de una manera más sencilla y fundada los datos observados. El análisis de sucesos geológicos especialmente llamativos por su magnitud, por sus efectos en la población o por su proximidad, suele suscitar el interés del alumnado más que cualquier enfoque teórico de un conocimiento científico. Ésas son algunas de las premisas en las que se basa el artículo de Enrique García de la Torre y M.ª Dolores Téllez (pp. 20-26). Aprovechan para ello la erupción submarina de la isla de El Hierro, ocurrida en 2011 tras 40 años sin actividad volcánica en Canarias ni en ninguna otra zona española. Utilizan datos reales de este interesante caso para hacer una propuesta de aula y nos presentan algunas de las actividades que pueden realizarse.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Ángel Luis Cortés Gracia (pp. 27-32) nos ofrece otra perspectiva: las rocas como recurso, y no como cualquier recurso sino como aquél que, junto con el agua, más utilizamos. Toma como punto de partida un itinerario por la ciudad para identificar algunas rocas y formular problemas que habrán de resolverse con la visita a una cantera, con Google Earth o utilizando ambos. La experiencia es realizable en cualquier ciudad, pues todas tienen abundantes rocas y todas cuentan en sus cercanías con alguna cantera. Aun asumiendo las limitaciones de un monográfico como el que nos ocupa, no podía concluirse éste sin tratar uno de los riesgos geológicos más importantes y que más interés despierta entre nuestros estudiantes: el riesgo sísmico. Juan Antonio López (pp. 33-41) vivió el terremoto de mayo de 2011 ocurrido en la ciudad de Lorca. Desde entonces ha analizado este terremoto con sus alumnos y con muchos profesores, ha elaborado un valioso material de aula para diferentes edades y niveles y aquí nos ofrece una muestra de ellos. Formalmente fuera del monográfico pero, en el fondo, formando parte esencial de él se encuentra el artículo de reflexión y actualización elaborado por Carlos Fernández, Gabriel Gutiérrez-Alonso, Pedro Alfaro García y Francisco Manuel Alonso Chaves (pp. 43-49). En él analizan una cuestión esencial de la teoría de la tectónica de placas que, además, es la que más ha cambiado desde las formulaciones que hace casi 50 años presentaron los padres fundadores de esta teoría: ¿cuál es el motor de las placas litosféricas? Es todo un lujo poder conocer el estado actual de la cuestión de la mano de estos investigadores, que han hecho un esfuerzo notable para presentarla de manera clara, ordenada y asequible. Muchas gracias a todos los que habéis colaborado en este monográfico. ◀
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Qué debe saber todo ciudadano acerca del planeta en que habita Emilio Pedrinaci Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra
Todo ciudadano debería tener unas nociones básicas sobre PALABRAS CLAVE cómo funciona el planeta en que vive. Seleccionar esas • ALFABETIZACIÓN CIENTÍFICA • GEOLOGÍA nociones y articularlas de manera que proporcionen una visión global, al tiempo que se conectan con situaciones reales • CURRÍCULO • EDUCACIÓN SECUNDARIA de interés social, es una tarea tan necesaria como compleja. Afortunadamente, la práctica totalidad de las sociedades científicas y las organizaciones españolas relacionadas con la geología y su enseñanza han elaborado, desde esa perspectiva, la propuesta denominada «Alfabetización en ciencias de la Tierra». No deberíamos desaprovecharla. Alambique
Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • pp. 7-12 • enero 2016
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
E
l 17% de la población española con estudios universitarios afirma que «El Sol gira alrededor de la Tierra». No, no me he equivocado al escribir la frase anterior. Forma parte de la VII Encuesta sobre la Percepción Social de la Ciencia realizada por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT, 2015). Y parece que los investigadores que han realizado ese trabajo tampoco se han equivocado al recoger los datos o al elegir la muestra de población encuestada, porque no se trata de una anormalidad recogida en este estudio sino que aparece sistemáticamente en todos los análisis similares que la FECYT ha hecho desde 2002. Desde esa fecha, y con carácter bianual, la FECYT realiza una rigurosa encuesta con una muestra de más de 6.000 entrevistas a personas mayores de 15 años residentes en España. Aunque el estudio se centra más en la percepción social de la ciencia que en los conocimientos científicos de la población, la encuesta también incluye preguntas en las que el entrevistado debe decir si está de acuerdo o no con un conjunto de afirmaciones (12, en el caso de la VII Encuesta). Todas ellas corresponden a conocimientos que los investi-
Afirmación El centro de la Tierra está muy caliente. Los continentes se han estado moviendo a lo largo de millones de años y continuarán haciéndolo.
El 17% de la población española con estudios universitarios afirma que «El Sol gira alrededor de la Tierra»
■
gadores de la FECYT consideran ciencia escolar básica (cuadro 1). Lo recogido en el cuestionario de la FECYT son cuatro ideas inconexas (los investigadores no pretendían señalar los conocimientos esenciales de un programa) y parcialmente representativas de los saberes sobre la Tierra que debe poseer todo ciudadano. En cualquier caso, esos conocimientos debieran estar relacionados y ser bastantes más. ¿Pero cuáles?, ¿con qué nivel de profundización? y, sobre todo, ¿estructurados y relacionados de qué forma?
UNA TAREA TAN NECESARIA COMO COMPLEJA
Si la Tierra es nuestro hogar, si de ella tomamos los recursos que necesitamos y a ella vertemos los
Verdadero %
Falso %
No sabe %
No contesta %
90,0
4,6
4,6
0,8
7,2
4,8
0,7
Cuadro 1. Registro de las emociones87,3 sentimientos y su vivencia corporal
El Sol gira alrededor de la Tierra.
25,1
72,5
1,7
0,7
Los primeros humanos vivieron al mismo tiempo que los dinosaurios.
18,4
69,5
11,4
0,7
Cuadro 1. Respuestas a las cuestiones relacionadas con las ciencias de la Tierra (FECYT, 2015)
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Qué debe saber todo ciudadano acerca del planeta en que habita
residuos que generamos, si de sus condiciones ambientales depende la existencia de nuestra especie y la de todos los organismos que la pueblan, todo ciudadano debería tener unas nociones básicas acerca de cómo funciona la Tierra. Y, por tanto, esas nociones habrían de trabajarse en la educación obligatoria. Sin embargo, seleccionarlas dista mucho de ser una tarea sencilla. Puesto que el conocimiento científico crece exponencialmente, cada vez resulta más necesario que la selección sea más drástica, y hacerlo implica dejar fuera conocimientos tradicionalmente considerados básicos. Tal vez por eso, y por el temor a que se critique la ausencia de un contenido determinado, los gobiernos, pero también los expertos que elaboran los currículos educativos, terminan proponiendo unos programas enciclopédicos que el profesorado no consigue abordar en el tiempo puesto a su disposición, y que el alumnado no puede aprender. La dificultad es tanto mayor cuanto que esos programas tradicionales suelen limitarse a los contenidos teóricos, olvidando que la ciencia no es sólo un conjunto estructurado de teorías, leyes y principios sino que también la integran los procedimientos utilizados para generar, validar o refutar esos principios, leyes y teorías. Por esta razón, Hodson (1994) señalaba que cualquier propuesta de enseñanza de las ciencias debería, además, preocuparse del aprendizaje de la práctica de la ciencia, así como del conocimiento de la naturaleza de ésta y de sus relaciones con la sociedad.
■
Todo ciudadano debería tener unas nociones básicas acerca de cómo funciona la Tierra
Necesitaremos unos criterios de selección curricular claros y potentes
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El problema no se limita a la disciplina que nos ocupa ni es exclusivo de España, y así lo evidenciaba el estudio que la Comisión Europea encargó al ex primer ministro francés, Michel Rocard, para que analizase las causas del progresivo desinterés de los jóvenes europeos por la ciencia. En sus conclusiones, el Informe Rocard (2007) apunta lo que considera principales causas de ese desinterés: los programas educativos están sobrecargados, la mayoría de los contenidos que se tratan son del siglo xix; se enseñan de manera muy abstracta, sin apoyo en la observación y la experimentación; y no se muestra su relación con situaciones actuales ni sus implicaciones sociales. Conviene tenerlas en cuenta porque señalan algunos errores que deberíamos evitar. No es fácil, en definitiva, elaborar una propuesta de enseñanza de las ciencias de la Tierra que sea suficientemente explicativa, esté conectada con situaciones reales y resulte, al mismo tiempo, abordable en la educación obligatoria. Debemos asumir que no todos los conocimientos habitualmente considerados relevantes tendrán cabida, y necesitaremos unos criterios de selección curricular claros y potentes. Los criterios más utilizados en los últimos años por los países occidentales para afrontar sus reformas curriculares (OCDE, 2006) son los siguientes: • Potencialidad explicativa: deben elegirse aquellos conocimientos que mejor ayudan a entender el funcionamiento del planeta y de los procesos que en él ocurren.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
• Potencialidad formativa: deben priorizarse aquellos conocimientos, como los relacionados con la metodología científica, que tienen un carácter más instrumental. • Utilidad futura: no sólo desde la perspectiva personal, por el tipo de formación que proporciona, sino también laboral, por las posibilidades que abre. • Interés social y económico: por las cuestiones que aborda y las respuestas que ofrece. Son unos buenos criterios de selección que tienen en cuenta la lógica interna de la disciplina pero también la perspectiva educativa y social, y encajan perfectamente en lo sostenido en el Año
Imagen 1. Número de Enseñanza de las Ciencias de la Tierra sobre el documento «Alfabetización en ciencias de la Tierra»
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Internacional del Planeta Tierra y en su lema: «Ciencias de la Tierra para la sociedad».
CIENCIAS DE LA TIERRA PARA TODOS
Convencidas de la necesidad de disponer de una propuesta curricular que sintetizase los conocimientos que debería tener todo ciudadano sobre el planeta que habita, y conscientes de la dificultad de su elaboración, las sociedades científicas y organizaciones españolas relacionadas con la geología y su enseñanza constituyeron en 2011 una comisión ad hoc con el objetivo de elaborar un currículo que pudiera servir de referencia a la administración educativa para confeccionar sus programas, y al profesorado para guiar su trabajo en el aula. La propuesta elaborada por la citada comisión fue aprobada por estas sociedades y organizaciones y publicada con la denominación «Alfabetización en ciencias de la Tierra» (Pedrinaci y otros, 2013) (imagen 1). Aunque sólo fuese por su enorme respaldo, el citado documento constituye un referente obligado. En él se define una persona alfabetizada en ciencias de la Tierra como aquella que: • Tiene una visión de conjunto acerca de cómo funciona la Tierra y sabe utilizar ese conocimiento básico para explicar, por ejemplo, la distribución de volcanes y terremotos, o los rasgos más generales del relieve, o para entender algunas de las causas que pueden generar cambios globales en el planeta. • Dispone de cierta perspectiva temporal sobre los profundos cambios que han afectado a nuestro planeta en el pasado y a los organismos que lo han poblado, de manera que le proporciona una mejor interpretación del presente. • Entiende algunas de las principales interacciones entre la humanidad y el planeta, los riesgos
Qué debe saber todo ciudadano acerca del planeta en que habita
•
•
naturales que pueden afectarle, su dependencia para la obtención de los recursos o la necesidad de favorecer un uso sostenible de ellos. Es capaz de buscar y seleccionar información relevante sobre algunos de los procesos que afectan a la Tierra, formula preguntas pertinentes sobre ellos, valora si determinadas evidencias apoyan o no una conclusión, etc. Sabe utilizar los principios geológicos básicos y los procedimientos más elementales y usuales de la geología, y valora su importancia para la construcción del conocimiento científico sobre la Tierra.
El citado documento resume esos saberes en diez ideas clave (cuadro 2) y en una serie de conceptos o principios que sustentan cada una de ellas, formulándolas en unos términos representativos del nivel de profundización que se sugiere:
PARA FINALIZAR
No resulta posible analizar aquí este relevante documento. Con todo, hay en él tres aspectos especialmente significativos: considera la Tierra como un sistema, como forma de integrar y relacionar los conocimientos seleccionados; otorga gran importancia a los procedimientos científicos; y utiliza la noción de roca como «archivo» que guarda informaciones acerca del pasado de la Tierra y de los organismos que la han poblado.
■
Una roca es como un «archivo» que guarda informaciones acerca del pasado de la Tierra y de los organismos que la han poblado
Idea clave 1
La Tierra es un sistema complejo en el que interaccionan las rocas, el agua, el aire y la vida.
Idea clave 2
El origen de la Tierra va unido al del sistema solar y su larga historia está registrada en los materiales que la componen.
Idea clave 3
Los materiales de la Tierra se originan y modifican de forma continua.
Idea clave 4
El agua y el aire hacen de la Tierra un planeta especial.
Idea clave 5
La vida evoluciona e interacciona con la Tierra modificándose mutuamente.
Idea clave 6
La tectónica de placas es una teoría global e integradora de la Tierra.
Idea clave 7
Los procesos geológicos externos transforman la superficie terrestre.
Idea clave 8
La humanidad depende del planeta Tierra para la obtención de sus recursos y debe hacerlo de forma sostenible.
Idea clave 9
Algunos procesos naturales implican riesgos para la humanidad.
Idea clave 10
Los científicos interpretan y explican el funcionamiento de la Tierra basándose en observaciones repetibles y en ideas verificables.
Cuadro 2. Diez ideas clave acerca del funcionamiento de la Tierra
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
OCDE (2006): PISA 2006: Marco de la evaluación. Conocimientos y habilidades en ciencias, matemáticas y lectura. París. OCDE. PEDRINACI, E. (1993): «Concepciones acerca del origen de las rocas: una perspectiva histórica». Investigación en la Escuela, núm. 19, pp. 89-103. PEDRINACI, E. y otros (2013): «Alfabetización en ciencias de la Tierra». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 21(2), pp. 117-129. ROCARD, M. y otros (2008): Science Education Now: A Renewed Pedagogy for the Future of Europe. Bruselas, 2007. [Versión en castellano en Alambique, núm. 55, pp. 104-120]
Dirección de contacto Emilio Pedrinaci
Pocos conceptos han tenido más influencia en la historia de la geología que este último (Pedrinaci, 1993). Desde el momento en que se asume, la geología pasa a ser, en buena medida, la ciencia que se ocupa de descifrar los códigos con los que la Tierra «ha escrito» su historia. Y para el alumnado, la construcción de esta noción cambia radicalmente su modo de acercarse a las rocas, proporcionándole una nueva dimensión al aprendizaje de esta disciplina, que se convierte en el conocimiento de los instrumentos metodológicos y conceptuales que ayudan a descodificar las rocas, a conocer su pasado y, por ende, el pretérito de la Tierra y los procesos que rigen su funcionamiento. ◀
Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra pedrinaci.emilio@gmail.com
Referencias bibliográficas FUNDACIÓN ESPAÑOLA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA (2015): VII Encuesta de Percepción Social de la Ciencia. Madrid. FECYT. HODSON, D. (1994): «Hacia un enfoque más crítico del
12
Este artículo fue solicitado por AlAmbique. DiDácticA
De lAs
cienciAs
trabajo de laboratorio». Enseñanza de las Ciencias
experimentAles, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015
de la Tierra, núm. 12, pp. 299-313.
para su publicación.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
El extraño caso de la Sima de los Huesos
Una actividad con fósiles para fomentar el pensamiento científico Esperanza M. Fernández-Martínez Universidad de León
Se propone una actividad de resolución de problemas PALABRAS CLAVE • ATAPUERCA consistente en el análisis de diversas señales tafonómicas • FÓSIL halladas en el yacimiento de la Sima de los Huesos (Sierra de • HOMÍNIDO Atapuerca, España). Este análisis incluye el reconocimiento • METODOLOGÍA CIENTÍFICA de las señales observadas, las inferencias que se realizan • TAFONOMÍA a partir de ellas y su interpretación de cara a testar cuatro hipótesis sobre la formación de este yacimiento. La actividad busca mostrar cómo diversa información permanece encriptada en los yacimientos paleontológicos, y permite trabajar aspectos de la metodología científica como la deducción, la argumentación o la aplicación del principio de la navaja de Occam.
La historia de nuestro planeta, y de nuestra especie, está archivada en los elementos geológicos que conforman la parte más externa de la Tierra: rocas, estructuras sedimentarias, deformaciones tectónicas, minerales, fósiles, proporciones de isótopos estables y muchos más. Desde la geología y disciplinas afines, se investiga para traducir a nuestro lenguaje conceptual este tipo de documentos. Los avances en los últimos años son espectaculares y deberían formar parte del acervo cultural de los ciudadanos del siglo xxi, incluyéndose entre los objetivos de la alfabetización en ciencias. Y es que conocer el pasado es importante, no sólo porque
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
sin él seríamos una especie amnésica, sino porque este conocimiento nos permite comprender y valorar numerosos aspectos del presente y estar prevenidos ante acontecimientos futuros.
Esta actividad puede realizarse en unidades didácticas sobre historia geológica, fósiles, evolución de los homínidos o metodología científica.
Entre los elementos citados, no cabe duda de que los fósiles son especialmente atractivos para el público no especializado. En este artículo proponemos una actividad con fósiles de tipo «resolución de problemas en el aula» que puede ser trabajada como aprendizaje cooperativo o por grupos de expertos. Está centrada en el análisis de algunas de las señales tafonómicas reconocidas en el yacimiento de la Sima de los Huesos (sierra de Atapuerca, Burgos) y ha sido diseñada para favorecer tres aprendizajes básicos: 1. Los fósiles son elementos naturales que nos permiten obtener informaciones muy diversas del pasado, incluyendo comportamientos y actividades que a priori no parecen dejar señales. Conocer algunos de estos datos y cómo se obtienen es el primer objetivo. 2. El segundo se centra en trabajar aquella parte de la metodología científica que consiste en diferenciar entre el hecho, lo que se deduce del mismo y su interpretación. 3. Si aprender a deducir datos a partir de un elemento es importante, ser capaz de argumentar las inferencias e interpretaciones no lo es menos.
SEÑALES TAFONÓMICAS
Yacimiento Divje Babe.
Aunque la palabra no sea de uso común, la tafonomía es hoy una vieja conocida de muchas personas: cada vez que visualizamos un capítulo de C.S.I., Bones o Silent Witness, cada vez que leemos una novela que describe inferencias forenses, estamos asistiendo a un desarrollo tafonómico. La tafonomía trabaja buscando señales tafonómicas, es decir, elementos, distribuciones, anomalías, etc. originadas durante el proceso de fosilización, desde la generación del elemento que va a fosilizar hasta su hallazgo. Estas señales nos permiten hacer inferencias de diversos procesos acaecidos al fósil (Fernández-Martínez y López Alcántara, 2005; Fernández-Jalvo, Scott y Andrews, 2011; Fernández-Martínez, 2013). Estas deducciones son lógicas y están basadas en la experiencia o en el conocimiento directo de los procesos registrados. A partir de aquí la subjetividad aumenta porque cada conjunto de inferencias suele permitir interpretaciones diversas, siendo con frecuencia difícil decantarse directamente por una u otra (cuadro 1).
Cuadro 1. Registro de las Señal tafonómica emociones-sentimientos y su vivencia corporal
Fragmento de fémur con cuatro orificios circulares en una cara y un orificio en la cara opuesta.
Inferencia
Los orificios no pertenecen al fémur: «alguien» o «algo» (un proceso) los hizo.
Interpretaciones A) Los neandertales hicieron los orificios para generar una flauta. B) Las hienas hicieron los orificios y su distribución es casual.
Cuadro 1. Ejemplo de diferenciación entre el hecho (la señal tafonómica), la inferencia que se realiza a partir de la misma y las interpretaciones a las que da lugar
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El extraño caso de la Sima de los Huesos
PROPUESTA DE ACTIVIDAD La actividad propuesta consiste en analizar las señales tafonómicas presentes en el yacimiento de la Sima de los Huesos (imagen 1), cuya génesis es objeto de debate y del que hay numerosa bibliografía tanto científica como divulgativa. (Arsuaga (1999); Fernández-Jalvo (2003) y Sala y otros (2015); y, como posición discrepante, Rabadà y Vives (2015).
Imagen 1. Dos paleontólogos del equipo de Atapuerca excavando en la Sima de los Huesos. (Fuente: www.dicyt. com, original de Javier Trueba, Madrid Scientific Films)
El desarrollo de la actividad se ha dividido en cuatro partes:
Conceptos básicos Antes de comenzar, es importante aclarar los conceptos de señal tafonómica, inferencia e interpretación, así como resaltar el hecho de que a partir de una señal se pueden realizar varias interpretaciones (cuadro 1). Para esto último, sugerimos utilizar el ejemplo de la denominada «Flauta de Divje Babe». Se trata de un fragmento de fémur de oso de las cavernas con cuatro orificios aproximadamente circulares y alineados por una cara, y otro orificio en la cara opuesta. Este fósil fue hallado en una cueva de Eslovenia, tiene una edad mínima de 43.000 años y ha sido interpretado alternativamente como una
flauta (primer objeto musical conocido y realizado por neandertales) y como un hueso mordido por hienas.1
Información sobre el yacimiento Un segundo aspecto previo a la exposición del problema es aportar información sobre el yacimiento objeto del mismo, la Sima de los Huesos. En este caso, la información debe incluir respuestas a preguntas de este tipo: ¿cómo es la geología del yacimiento? ¿qué sabemos del grupo de humanos que ha fosilizado allí? ¿cómo eran físicamente? ¿era rico y diverso el ecosistema en el que se basaba su supervivencia? ¿qué podemos decir del comportamiento actual de los carnívoros? ¿conocemos algo de la alimentación y el comportamiento de los osos?, así como otras similares que puedan surgir durante la actividad. Como es obvio, la transferencia de datos puede realizarse de varias formas, desde una clase magistral con mucho apoyo gráfico hasta un ejercicio de trabajo cooperativo por expertos que buscan, seleccionan y comparten la información. Para facilitar la tarea, en este trabajo se proporcionan una serie de señales tafonómicas que son significativas de cara a resolver la cuestión del origen de este yacimiento (cuadro 2, pp. 16-17).
Planteamiento del problema La acumulación de fósiles del género Homo hallada en la Sima de los Huesos representa el 80% del registro mundial de este género para el Pleistoceno Medio. Los fósiles aparecen acumulados en una capa de arcillas rojas (imagen 2, p. 17) datada en al menos 430.000 años. Desde el inicio de las excavaciones, en 1984, se han extraído más de 6.000 fósiles humanos, correspondientes a todas las regiones del esqueleto y pertenecientes al menos a 28 individuos de diferentes edades y de ambos sexos. Entre ellos, se encuentran pre-neandertales
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Señal tafonómica
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Inferencia
Los fósiles humanos aparecen concentrados en una capa única.
El yacimiento registra un episodio de acumulación (carecemos de datos para saber su duración).
Al menos 28 individuos representados.
Apoya la acumulación.
Fósiles humanos + fósiles de osos y, en mucha menor proporción, otros carnívoros (pantera, león, lince, gato salvaje, zorro, lobo, marta, micromamíferos).
La muestra indica un ecosistema con alta diversidad. Todos los fósiles pertenecen a carnívoros.
Ausencia de herbívoros (presas).
No es un campamento humano ni un cubil de animales (ningún animal es tan especializado en sus presas).
No hay cachorros de carnívoros (excepto un juvenil).
Apoya la inferencia de que no es un cubil de animales.
Representados prácticamente todos los huesos del esqueleto. Los más pequeños están sub-representados. Los más numerosos son huesos largos y dientes.
La acumulación original estaba formada por cadáveres completos, no por partes seleccionadas de los mismos.
Marcas de carnívoros (en general cánidos de tamaño pequeño a medio) en los huesos, sobre todo en los largos, pero no frecuentes.
Algunos huesos fueron objeto de carroñeo por carnívoros, pero es un acto poco habitual.
Los fósiles están disociados y alejados entre sí, con disposición caótica. La mayoría presentan roturas producidas en fresco o tras una mineralización parcial.
Hubo una perturbación de los esqueletos. Durante la acumulación o post mortem, producida por un agente geológico o biológico (carroñeros).
Muchos huesos están algo desgastados y tienen bordes redondeados.
Existió un agente geológico que los desgastó y redondeó.
Los huesos no presentan señales de meteorización a la intemperie ni restos de líquenes.
Nunca estuvieron expuestos al exterior.
Los huesos largos no están orientados en una dirección.
No hubo una corriente de agua que los orientara.
Exceptuando problemas físicos por golpes e infecciones sin curar, gozaban de muy buena salud.
Tenían comida y agua abundante.
Presencia de una niña con craneosinostosis (Benjamina) y un adulto-anciano.
Individuos con problemas llegaban a cierta edad.
Cráneo 17. Dos perforaciones por impacto en la frente, realizadas con el mismo objeto.
Posiblemente fallecido por dos golpes intencionados.
Hay un sesgo de edad: predominio de individuos entre 13-17 años, ausencia de niños menores de 3 años, sólo un caso inferior a 10 años, escasez de adultos.
Los sesgos de edad implican una selección.
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El extraño caso de la Sima de los Huesos
No hay sesgo de sexo (aproximadamente el 50% pertenece a cada sexo).
Ausencia de selección en el sexo.
Ausencia de industria lítica excepto Excalibur, un hacha acheliense muy vistosa.
No es un campamento humano. Su presencia tiene que ser explicada por algún tipo de transporte al interior de la cueva.
Ejemplo de interpretaciones: 1. No es un cubil sino una trampa en la que cayó un grupo cazador-recolector formado por los 28 individuos (aunque su distribución de edad tiene que ser explicada). Los fósiles de otros animales se interpretan de la misma manera. Hay muchos carnívoros porque éstos entran atraídos por el olor a carroña y luego no pueden salir. Hay muchos osos porque estos utilizan las cavernas para hibernar. 2. Sí es un cubil, y los homínidos fueron presas de depredadores. No hay otros herbívoros porque el cubil estaba en la sierra y los herbívoros vivían en la ribera. Hay muchos juveniles humanos porque éstos se movían por la sierra. Esta interpretación no explica por qué los cadáveres se encontraban completos ni el hallazgo de Excalibur. 3. Puesto que en el grupo hay varios homínidos juveniles y adultos con problemas físicos, estos grupos cuidaban a los débiles y enfermos. Cuadro 2. Señales tafonómicas, sus inferencias y un ejemplo de interpretaciones parciales a partir de las mismas en el yacimiento de la Sima de los Huesos
tan conocidos por el público como Miguelón, Agamenón o Benjamina (imágenes 3 y 4, p. 18). De aquí procede la muestra que ha proporcionado el ADN humano más antiguo recuperado hasta la fecha. También se han hallado miles de fósiles de oso que representan más de 180 individuos.
Imagen 3. Jane Goodall frente a la reproducción de Miguelón que aparece expuesta en el Museo de la Evolución Humana de Burgos. (Fuente: www.dicyt.com) Imagen 2. Columna estratigráfica sintética del yacimiento de la Sima de los Huesos, mostrando la capa LU-6 donde se encuentran los fósiles humanos. A la derecha, aspecto durante el proceso de extracción, de uno de los fósiles en el yacimiento. (Fuente: Sala y otros, 2015)
A pesar de los importantes resultados obtenidos por el grupo de investigación de Atapuerca, su origen sigue siendo objeto de debate. Se han propuesto varias hipótesis (interpretaciones de las infe-
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
2. Cada grupo analiza qué señales tafonómicas apoyan, desmienten o son neutras para cada una de las hipótesis. En las pruebas realizadas, todos los grupos eligen una que les gusta especialmente (usualmente la primera, que es la más conocida), interpretando las señales en función de su apoyo a esta hipótesis.
Imagen 4. Retrato de familia realizado a partir de los hallazgos de la Sima de los Huesos por los artistas Adrie y Alfons Kennis para Atapuerca.tv. Reproducida con permiso de los autores
rencias): acumulación intencionada de cuerpos por otros humanos (enterramiento ritual); transporte y acumulación de presas humanas por carnívoros; depósito por procesos geológicos y caída o entrada accidental de los homínidos en la cavidad. La actividad parte del reconocimiento, análisis e interpretación de las señales tafonómicas (cuadro 2, que pueden completarse con otras señales extraídas de la bibliografía) con el fin de determinar cuál de estas cuatro hipótesis tiene mayor apoyo de los datos tafonómicos o si es preciso recurrir a dos o más de ellas. Se han testado dos posibilidades básicas de planteamiento de la actividad: 1. Cada grupo de trabajo defiende una de las cuatro propuestas indicadas, analizando cada señal tafonómica y determinando si apoya, es neutra (no aporta información), o se opone a esta hipótesis. En esta modalidad, los grupos suelen «hace suya» la propuesta y algunas de las interpretaciones realizadas están claramente sesgadas por este hecho.
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Para el docente, el reto está en transmitir la idea de que ninguna hipótesis es a priori mejor que otra, y en conseguir que cada inferencia e interpretación realizadas se argumenten con el menor número de variables posible (principio de la navaja de Occam). Este principio debe ser mantenido pero no puede aplicarse de forma tajante. Así, según argumenta Fernández-Jalvo (2003), hubo tres agentes que contribuyeron a la formación del yacimiento: los humanos (que acumulan los cadáveres y que no han dejado ninguna señal directa), los grandes carnívoros (que provocan la disociación de los esqueletos, su dispersión y la presencia de marcas de eliminación de partes blandas y roturas en los huesos), y el transporte geológico de materiales dentro de la cueva (que distribuye los fósiles de forma caótica y genera señales de abrasión y desgaste).
Exposición y debate Con el fin de trabajar la argumentación, la actividad finaliza con la exposición de las inferencias e interpretaciones desarrolladas por los grupos de trabajo, acompañada de un diálogo que permita contrastar los diferentes puntos de vista. Durante el mismo, junto a interpretaciones lógicas y bien argumentadas, suelen aparecer ideas que carecen de fundamento, no porque no puedan haber ocurrido sino porque no están sustentadas en pruebas (señales tafonómicas). El docente tiene que cuidar el rigor científico, apoyando la capacidad de argumentar y el uso de las señales tafonómicas.
El extraño caso de la Sima de los Huesos
CONCLUSIONES Esta actividad ha sido aplicada en cursos para profesores y en aulas de secundaria y universidad. En todos los casos, la intensidad de los debates finales ha probado el interés que despierta no sólo un yacimiento que nos acerca a nuestros abuelos evolutivos, sino también la escenificación de una investigación en la que el alumnado es protagonista. Si el docente trabaja la información y las posibles inferencias e interpretaciones a que da lugar por adelantado y con cierta profundidad, el resultado no es sólo el aprendizaje de unos conceptos sino también el reconocimiento de la metodología científica como herramienta de trabajo. ◀
FERNÁNDEZ-JALVO, Y.; SCOTT, L.; ANDREWS, P. (2011): «Taphonomy in palaeoecological interpretations». Quaternary Science Review, núm. 20, pp. 1.2961.302. FERNÁNDEZ-MARTÍNEZ, E. (2013): «Enfoques emergentes en la investigación de la historia de la Tierra». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 21(2), pp. 155-167. FERNÁNDEZ-MARTÍNEZ, E.; LÓPEZ-ALCÁNTARA, A. (2005): «Fósiles y paleopolicía científica: una investigación forense en el Mioceno». Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 44, pp. 66-76. RABADÀ I VIVES, D. (2015): «Taphonomical interpretation of the Sima de los Huesos site (Atapuerca range, Burgos, Spain): a review». Spanish Journal of
Nota 1. Un buen análisis tafonómico, que incluye vídeos con la música generada utilizando este objeto, es el
Palaeontology, núm. 30(1), pp. 79-94. SALA, N. y otros (2015): «Lethal Interpersonal Violence in the Middle Pleistocene». PLoS ONE., vol. 10(5).
realizado por David Sánchez en el blog de prehistoria www.prehistorialdia.blogspot.com.es/2011/01/ la-flauta-de-divje-babe.html. Aunque la última
Dirección de contacto
investigación publicada apuesta por la segunda
Esperanza M. Fernández-Martínez
explicación (Diedrich, 2015), este caso es un ejem-
Universidad de León
plo sencillo y atractivo para diferenciar señal, infe-
e.fernandez@unileon.es
rencia e interpretación.
Referencias bibliográficas ARSUAGA, J.L. (1999): El collar del neandertal. Madrid. Temas de Hoy. DIEDRICH, C.G. (2015): «Neanderthal bone flutes: simply products of Ice Age spotted hyena scavenging activities on cave bear cubs in European cave bear dens». Royal Society Open Science. Disponible en línea en: <www.rsos.royalsocietypublishing.org/content/2/4/140022>. [Consulta: noviembre 2015] FERNÁNDEZ-JALVO, Y. (2003): «Tafonomía en la Sierra
Este artículo fue solicitado por AlAmbique. DiDácticA
De lAs
cienciAs
de Atapuerca, Burgos (España)». Coloquios de
experimentAles, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015
Paleontología, núm. extraordinario 1, pp. 147-162.
para su publicación.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Vivir sobre un volcán Enrique García de la Torre IES El Tablero. Córdoba
M.ª Dolores Téllez IES Cárbula. Córdoba
Partir de un problema o de un suceso real ha mostrado ser una buena estrategia para trabajar un conocimiento geológico y, en general, científico. En este artículo se utiliza la erupción submarina de la isla de El Hierro (Canarias) en 2011 y algunos de los datos e informaciones generados en torno a ella para construir una propuesta de enseñanza relativa al riesgo volcánico y el vulcanismo pensada para estudiantes de 16-17 años.
Eran las 3.15 horas del 10 de octubre de 2011 cuando comenzaba una erupción submarina al sur de la isla de El Hierro. Habían pasado cuarenta años desde la erupción del Teneguía (La Palma), última de las ocurridas en Canarias, y 2.500 años desde la anterior en El Hierro (al menos en su zona emergida). Y, sin embargo, la erupción no cogió por sorpresa a nadie; lejos de eso la población de la isla estaba inquieta, cuando no alarmada, desde hacía meses. El aná-
PALABRAS CLAVE
• • • • •
GEOLOGÍA VULCANISMO RIESGO VOLCÁNICO TECTÓNICA DE PLACAS CONTEXTUALIZACIÓN
lisis de un acontecimiento real y cercano física o temporalmente proporciona una base para hacer un tratamiento contextualizado del riesgo volcánico y el vulcanismo. Esta erupción, así como la abundante información que suscitó (Carracedo y otros, 2011; Pérez-Torrado y otros, 2012), ofrece una excelente ocasión para introducir ciertos conocimientos geológicos y mostrar tanto su utilidad científica para entender el funcionamiento del planeta como su utilidad social. No deberíamos desaprovecharla. Nuestra propuesta está pensada para estudiantes de 16-17 años, si bien puede adaptarse al alumnado de otras edades. La hemos estructurado en torno a la erupción que nos ocupa y, aunque las limitaciones de espacio impiden ofrecer su desarrollo completo, mostraremos tanto una perspectiva global como algunas actividades representativas, de manera que permita al profesorado interesado valorar el tratamiento ofrecido y llevarlo al aula si lo considera oportuno.
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Vivir sobre un volcán
CÓMO EMPEZAR Y ORGANIZAR LA SECUENCIA DE ACTIVIDADES La noticia de la evacuación de la población de la Restinga ordenada por el gobierno de Canarias puede servirnos para introducir la cuestión, ya que posibilita ponerse en el lugar de las personas que debían abandonar sus casas, conocer la información que les llegó y las dudas que les generó, formularse preguntas acerca del fenómeno natural que motivó ese desalojo, valorar si podría haberse evitado... Una valoración que inevitablemente remite a la necesidad de conocer mejor el vulcanismo, sus riesgos y la posibilidad de predecirlos y prevenirlos.
Así pues, iniciaremos la unidad con el visionado de la noticia de la evacuación de la población.
en: noticia o.com lta la Consu mbique.gra la http://a
Tras esta actividad introductoria, nuestra primera tarea tiene como objetivo ofrecer al alumnado una perspectiva de conjunto que además nos ayude a organizar la secuencia de actividades. Para ello construiremos un esquema organizativo que recoja las principales preguntas que nos hacemos sobre el suceso (origen, consecuencias...) y establezca relaciones entre ellas. Así podremos ubicar las actividades y dispondremos de una «hoja de ruta» que guíe nuestro avance.
ANALIZAR LA ERUPCIÓN SUBMARINA DE EL HIERRO ayuda a conocer
Cómo se produce una erupción y estudiar ¿Por qué hubo terremotos antes?
¿Hubo otros cambios previos a la erupción?
¿Qué hace peligrosa una erupción?
Dónde ocurren las erupciones (cómo se distribuyen geográficamente)
para comprobar si si
Pueden predecirse
y determinar Pueden prevenirse
y a partir de todo ello concluir SI EXISTE RIESGO VOLCÁNICO EN LA ZONA EN QUE HABITAS (y, en cualquier caso, cómo puede reducirse) Cuadro 1. Hoja de ruta o esquema organizativo para el tratamiento del riesgo volcánico
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Conviene que el alumnado participe en su elaboración porque eso le proporciona de entrada una idea global de lo que vamos a tratar. Seguiremos el procedimiento sugerido por Pedrinaci (2008) y graduaremos su construcción subdividiéndola en tres tareas sucesivas alternando el trabajo en pequeño y en gran grupo. De este modo: • Pediremos a los estudiantes que anoten lo que querrían saber sobre la erupción de El Hierro y el riesgo volcánico, en general, así como aquellas otras cuestiones que consideren necesarias para entender lo ocurrido. Seleccionaremos las más relevantes y las reformularemos para unificar los interrogantes planteados por los diversos grupos. • Las dispondremos jerárquicamente de acuerdo con sus exigencias cognitivas atendiendo al orden en que convendría analizarlas. Aquellas que tienen una jerarquía similar las ubicaremos en el mismo nivel (basta con tres o cuatro niveles). • Finalmente, estableceremos relaciones entre las cuestiones seleccionadas, de manera que ninguna quede desconectada. El resultado puede ser similar al cuadro 1 (p. 21).
ACTIVIDADES DE DESARROLLO Provistos de esta hoja de ruta iremos abordando cada una de las cuestiones. A continuación, mostramos algunas de las actividades de desarrollo. La primera se centra en la crisis sísmica preeruptiva. Una crisis sísmica premonitoria El 19 de julio de 2011, las estaciones sismológicas instaladas en El Hierro comenzaron a mostrar que algo se movía bajo esta isla. Terremotos de baja magnitud (inferior a 3 grados en la escala de Richter) imperceptibles para la población se sucedían uno tras otro. Sus hipocentros se localizaban a una profundidad de entre 10 y 14 kilómetros. Los vulcanólogos sabían lo que esto significaba: a esa profundidad (límite entre
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Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • enero 2016
Imagen 1. Localización de los terremotos desde el 19 de julio, inicio de la crisis sísmica, hasta el 10 de octubre, inicio de la erupción (Fuente: Carracedo y otros, 2011)
la corteza y el manto) se estaba acumulando magma procedente del interior terrestre. En agosto y septiembre aumentó la frecuencia de los terremotos: la mayoría seguían siendo de baja magnitud pero se intercalaron algunos de magnitudes de entre 3 y 4,6 grados que, esos sí, eran percibidos por la población. 1. Como muestra la imagen 1, los terremotos fueron desplazándose del norte de la isla al sur, si bien sus hipocentros continuaron a la misma profundidad. Los vulcanólogos comunicaron que de producirse una erupción ésta ocurriría en el sur de la isla y sería submarina. ¿Qué interpretación crees que hicieron de ese desplazamiento de los terremotos? 2. Los vulcanólogos concluyeron que mientras los hipocentros se situaran entre 10 y 14 kilómetros no era necesario desalojar a la población. ¿Qué significado tenía que se mantuviesen a la misma
Vivir sobre un volcán
profundidad?, ¿por qué aún era innecesaria la evacuación? 3. Simultáneamente, estaciones GPS dispuestas en El Hierro registraron que el terreno se había elevado unos 40 milímetros. «Era como si en la base de la isla se estuviese inflando un enorme globo»: ¿cómo explicarías este hecho?
pués, eran columnas de gases con material en suspensión que teñía el agua de tonos verdosos y pardos. Observa la imagen 2, ¿dirías que la alineación de las manchas sugiere que fue una erupción central, con un solo punto de emisión, o una erupción fisural con varios puntos de emisión a lo largo de la fisura? ¿Por qué?
La actividad anterior permite no sólo tratar algunos de los indicadores que ayudan a predecir las erupciones, sino también analizar cuestiones sobre el inicio del proceso eruptivo: ¿de dónde procedía el magma?, ¿qué le hizo ascender?, ¿es casual que se acumulase en la interfase manto-corteza?, ¿por qué el emplazamiento del magma genera terremotos y elevaciones del terreno?, entre muchas otras. La secuencia de los acontecimientos nos lleva al día en que se inició la erupción y nos permite plantear un fenómeno: el tremor armónico del que se hizo eco la población al ser evacuada. En torno a este fenómeno y su significado gira la siguiente actividad: ... Y al tremor armónico siguió el temor volcánico El 10 de octubre, a las 3.15 horas, los sismógrafos registraron una actividad sísmica muy poco intensa pero de largo período, casi continua, que los vulcanólogos denominan «tremor armónico». 1. El tremor armónico es causado por el movimiento del magma en los conductos de salida. Por eso su registro se interpretó como el inicio de la erupción. Si esto es así, ¿el tremor armónico debió mantenerse más o menos estable durante los meses que duró la erupción o debió desaparecer una vez que el magma alcanzó la superficie? 2. Sin embargo, el 10 de octubre ninguna observación externa evidenciaba la erupción. Las primeras evidencias aparecieron dos días des-
Imagen 2. Conjunto de manchas verdosas alineadas (Fuente: Pérez-Torrado y otros, 2012)
Los estudiantes, como la mayoría de la población, asocian la erupción a la emisión de coladas de lava que fluyen por las laderas del volcán y centran en ellas su peligro. Sin embargo, infravaloran el papel de los gases en el proceso eruptivo y en su peligrosidad, así como la de los flujos piroclásticos, y no suelen considerar fenómenos asociados como lahares, deslizamientos y tsunamis o la hambruna posterior que, con frecuencia, causan más víctimas que la propia erupción. La siguiente actividad tiene entre sus objetivos corregir esta idea.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
¿Qué hace peligrosa una erupción? La peligrosidad de la erupción depende, fundamentalmente, de la composición y viscosidad de la lava y del contenido en volátiles. 1. ¿Cuáles de los siguientes procesos y fenómenos asociados a una erupción consideras más mortíferos?: coladas de lava, emisión de gases tóxicos, flujos piroclásticos, explosiones, lahar (colada de barro asociada a la erupción), tsunami generado por la erupción, deslizamiento o avalancha de tierras. Ordénalos de mayor a menor peligrosidad y argumenta tu propuesta. 2. El cuadro 1 recoge las diez erupciones volcánicas históricas más catastróficas. Analízala y coteja sus datos con tu respuesta a la cuestión anterior. ¿Fue necesaria la evacuación de la población de El Hierro? Tras las primeras evidencias externas de la erupción submarina, el gobierno de Canarias ordenó la evacuación de la población de la Restinga. Fue una medida polémica por su costo Lugar y año de la erupción
económico y humano y no todos los expertos la consideraron necesaria. Así, dos semanas antes del inicio de la erupción algunos vulcanólogos (Carracedo y otros, 2011) indicaban que, con los datos disponibles hasta el momento, de producirse una erupción probablemente sería submarina y al sur de la isla. No obstante, apuntaron tres escenarios posibles: 1. Si la erupción se producía en la zona emergida, dadas las características del magma y el precedente más cercano (erupción del Teneguía en La Palma en 1971), sería de baja explosividad y por tanto poco peligrosa. Busca información sobre la erupción del Teneguía. 2. Si la erupción se producía a más de 100 metros de profundidad (más de 500 metros de la costa), la presión del agua del mar impediría las explosiones y pasaría casi desapercibida. ¿Explica este hecho que las frecuentes erupciones en la dorsal oceánica pasen desapercibidas? 3. Si la erupción ocurría cerca de la costa, a menos de 100 metros de la superficie marina, la interacción del magma y el agua produciría Causas más influyentes
N.º de víctimas
Explosiones y flujos piroclásticos*.
Tambora (Indonesia), 1815.
> 60.000
Krakatoa (Indonesia), 1883.
36.417
Explosiones.
Mont Pelé (Martinica), 1902.
28.800
Flujos piroclásticos.
Nevado del Ruiz (Colombia), 1985.
23.187
Lahar.
Unzen (Japón), 1792.
14.524
Tsunami.
Laki (Islandia), 1783.
9.350
Gases tóxicos*.
Santa María (Guatemala), 1902.
8.700
Flujos piroclásticos y explosiones.
Kilauea (Hawái), 1790.
5.405
Explosiones.
Kelut (Indonesia), 1919.
5.088
Lahar.
Tungurahua (Ecuador), 1640.
5.000
Flujos piroclásticos.
Fuente: Carracedo y Pérez-Torrado, 2015 y USGS, Volcano Hazards Program). * La mayoría de las víctimas se debió a la hambruna posterior, derivada de la pérdida de cosechas y ganado.
Cuadro 2. Estilos de comunicación (Fuente: Costa y López, 1996)
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Vivir sobre un volcán
explosiones importantes. Observa la imagen 3, ¿a partir de qué profundidad se eleva exponencialmente el volumen de las burbujas? ¿Tiene esto relación con la explosividad?
mos tentados a concluir que debe evacuarse. Sin embargo, una decisión así habría hecho salir de sus casas a la población no sólo los cinco meses de la erupción sino también los meses previos, durante la crisis sísmica, y el costo habría sido desproporcionado.
CONSIDERACIONES FINALES Las actividades señaladas son algunas de las que pueden hacerse a partir de la erupción de El Hierro. En todo caso, no debe faltar el análisis de mapas que permitan explicar la distribución del vulcanismo y su relación con la tectónica de placas. En la Red hay muchas páginas con animaciones, juegos de simulación y experiencias útiles para trabajar el vulcanismo en el aula. Una buena selección puede encontrarse en Aulinas, Rodríguez-González y Planagumà (2015).
Imagen 3. Relación entre la presión de la columna del agua del mar (profundidad) y el volumen de una burbuja de agua
4. Considerando el dato anterior se pidió un buque oceanográfico que permitiera una adecuada observación de la erupción. Cuando éste llegó se comprobó que la erupción se había iniciado a 350 metros de profundidad. ¿De saberlo, habrías recomendado la evacuación? 5. El 5 de noviembre se ordenó la segunda evacuación de la población. Para entonces el magma emitido había construido varios conos, y el cráter más alto se situaba a 200 metros de profundidad. ¿Habrías ordenado la evacuación? Conviene que los estudiantes valoren la dificultad de adoptar decisiones en situaciones de riesgo. De entrada, ante cualquier indicio eruptivo nos senti-
En marzo de 2012 se consideró finalizada la erupción. Sin embargo, en la isla de El Hierro continúan produciéndose pequeños sismos, aunque en número muy inferior. ¿Qué significado les otorgamos? Podemos seguirlos casi en tiempo real en la web del Instituto Geográfico Nacional: www.ign.es/ign/resources/volcanologia/HIERRO.html. Vivir sobre un volcán implica un cierto riesgo que, por otra parte, es muy inferior al de inundación que tienen muchas zonas de España (Carracedo y Pérez-Torrado, 2015). En todo caso, exige un conocimiento preciso del riesgo volcánico existente, un sistema de vigilancia que detecte los indicadores preeruptivos que, caso de producirse la erupción, permita su seguimiento, así como un sistema de protección civil adecuado y una población suficientemente formada para evitar situaciones de pánico injustificadas. ◀
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Nota *
PEDRINACI, E. (2008): «El cambio global: Un riesgo y una oportunidad». Alambique. Didáctica de las Ciencias
AgrADecimientos: Agradecemos a Francisco José Pérez
Experimentales, núm. 55, pp. 56-67.
Torrado que haya puesto a nuestra disposición no sólo los excelentes trabajos de divulgación sobre
PÉREZ-TORRADO, F.J. y otros (2012): «La erupción sub-
la erupción de El Hierro que ha realizado con Juan
marina de la Restinga en la isla de El hierro, Canarias:
Carlos Carracedo y otros, sino también las imágenes.
octubre 2011-marzo 2012». Estudios Geológicos, núm. 68(1), pp. 5-27.
Referencias bibliográficas
Dirección de contacto
AULINAS JUNCÀ, M.; RODRÍGUEZ-GONZÁLEZ, A.; PLANAGUMÀ GUÀRDIA, L. (2015): «Los volcanes en la
Enrique García de la Torre
Red (www): la enciclopedia del siglo xxi». Enseñanza
IES El Tablero. Córdoba
de las Ciencias de la Tierra, núm. 23(1), pp. 107-120.
ejgtorre2010@hotmail.com
M.ª Dolores Téllez Navarro
CARRACEDO, J.C. y otros (2011): «¿Crónica de una erupción anunciada? Crisis sísmica de 2011 en El Hierro».
IES Cárbula. Córdoba
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 19(2),
mdtellezna@hotmail.com
pp. 215-219. CARRACEDO, J.C.; PÉREZ-TORRADO, F.J. (2015): «Peligros volcánicos ¿predecibles, prevenibles, mitigables?».
Este artículo fue solicitado por AlAmbique. DiDácticA
Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 23(1),
experimentAles, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015
pp. 5-11,.
para su publicación.
De lAs
Te desea un feliz año 2016 Et desitja un bon any 2016
Deséxache un feliz ano 2016
Zorionak 2016 eta urte berri on 26
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Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • enero 2016
cienciAs
LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Depredadores de rocas* Ángel Luis Cortés Universidad de Zaragoza
El desarrollo de la humanidad ha estado condicionado por el aprovechamiento de los recursos naturales de nuestro planeta. Entre estos recursos, las rocas y los minerales han jugado un papel fundamental y así se ha intentado recoger en los currículos escolares. En este PALABRAS CLAVE • ROCAS artículo se realiza una aproximación general al estado • GEOLOGÍA actual de la cuestión y se presentan dos propuestas • SOSTENIBILIDAD didácticas fácilmente adaptables a distintos contextos • ALFABETIZACIÓN CIENTÍFICA educativos.
¿
Para qué sirven las rocas? ¿Cuántas rocas consumimos? ¿Cómo influyen en nuestra economía y nuestro desarrollo? ¿Hasta cuándo podremos explotar estos recursos? Desde los orígenes de la humanidad, todos los pueblos han basado su desarrollo en mayor o menor medida en la extracción y el uso de las rocas. Durante el Paleolítico, la explotación de
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Todos los pueblos han basado su desarrollo en mayor o menor medida en la extracción y el uso de las rocas Alambique
este recurso se basó en el laboreo superficial en busca de cantos rodados que pudieran aprovecharse como herramientas. En el Neolítico surgieron las primeras explotaciones mineras para extraer a través de pozos los nódulos y fragmentos de sílex. Tras la prehistoria, la extracción masiva de las rocas permitió el desarrollo urbanístico de las distintas civilizaciones que han poblado nuestro planeta en los últimos milenios. Mención aparte merece la explotación de las rocas para separar de ellas alguno de sus componentes, especialmente menas metálicas y recursos energéticos. El aumento de la producción minera (en un sentido amplio) ha ido acompañado siempre de un aumento en la población mundial. Ésta se duplicó entre los años 1800 y 1900, pasando de 1.000 a 2.000 millones de personas, y alcanzando más de
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El aumento de la producción minera ha ido acompañado siempre de un aumento en la población mundial
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7.000 en 2015. Las cifras de consumo de recursos naturales son «vertiginosas» y como ejemplo representativo cabe destacar que en el período 1984-2013 la producción minera mundial (excluyendo los recursos minerales para la construcción) creció de 9.000 a 17.000 millones de Tm. El 75% de ese incremento corresponde al aumento relativo de la producción en los países asiáticos, especialmente en China, que alcanza la cuarta parte de la producción mundial (Reichl y otros, 2015). Etapa/Enseñanzas
De forma similar, la extracción de productos de cantera y rocas ornamentales experimentó un importante incremento, si bien frenado en algunos países por la crisis económica que a partir de 2008-2009 afectó especialmente al sector de la construcción. En este artículo nos centramos en el uso de las rocas ornamentales y de construcción, así como en la explotación de las canteras de donde se extraen estos materiales. También se presentan ideas sobre cómo utilizar la existencia de una cantera cercana como un recurso didáctico para construir conocimiento y debatir en clase temas de interés científico que están recogidos en el currículum vigente. Para ello, nos planteamos dos cuestiones previas: ¿cómo recoge el currículo de la LOMCE los usos de rocas y minerales? y
Contenidos
Criterios de evaluación
Educación primaria (ciencias sociales).
Rocas y minerales: propiedades, usos y utilidades.
13. (…) conocer algunos tipos de rocas y su composición identificando distintos minerales y algunas de sus propiedades.
13.2. Identifica y explica las diferencias entre rocas y minerales, describe sus usos y utilidades (...).
Educación secundaria obligatoria (biología y geología).
Los minerales y las rocas: sus propiedades, características y utilidades.
7. Reconocer las propiedades y características de los minerales y de las rocas, distinguiendo sus aplicaciones más frecuentes y destacando su importancia económica y la gestión sostenible.
7.2 Describe algunas de las aplicaciones más frecuentes de los minerales y rocas en el ámbito de la vida cotidiana. 7.3. Reconoce la importancia del uso responsable y la gestión sostenible de los recursos minerales.
(…) La especie humana como agente geológico.
9. (…) valorar la importancia de la especie humana como agente geológico externo.
9.2. Valora la importancia de actividades humanas en la transformación de la superficie terrestre.
Minerales y rocas. Conceptos. Clasificación genética de las rocas.
7. Seleccionar e identificar los minerales y los tipos de rocas más frecuentes, especialmente aquellos utilizados en edificios, monumentos y otras aplicaciones de interés social o industrial.
7.1. Identifica las aplicaciones de interés social o industrial de determinados tipos de minerales y rocas.
Bachillerato (biología y geología).
Estándares de aprendizaje evaluados
Cuadro 1. Contenidos, criterios y estándares de evaluación sobre los usos de las rocas y los minerales en el currículo de la LOMCE
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Depredadores de rocas
¿cómo podemos utilizar en la clase de ciencias ejemplos cercanos desde la perspectiva de la alfabetización en ciencias de la Tierra?
manera que puedan entender cómo funciona la Tierra y valorar cómo afecta la actividad humana a su funcionamiento (Pedrinaci y otros, 2013).
LOS USOS DE LAS ROCAS EN EL CURRÍCULO
¿DE DÓNDE HAN SALIDO TODAS ESTAS ROCAS?
Los usos y utilidades de las rocas y minerales son tópicos recurrentes en el currículo español de educación primaria, secundaria obligatoria y bachillerato (Ley Orgánica 8/2013, de 9 de diciembre, para la mejora de la calidad educativa). Si observamos los estándares de evaluación asociados a los contenidos sobre los minerales y rocas (cuadro 1), la identificación de usos y aplicaciones se repite en las distintas etapas, añadiendo a partir de la ESO la importancia de las actividades humanas en la transformación de la superficie terrestre. No obstante, los recientes cambios legislativos no parecen apostar por un cambio en el modelo meramente descriptivo persistente en el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias de la Tierra (Martínez Peña, Calvo y Cortés, 2015), encontrando frases del tipo «describe sus usos y utilidades», «describe algunas de las aplicaciones más frecuentes» o «identifica las aplicaciones de interés». En este sentido, deberíamos buscar recursos didácticos que permitan a los estudiantes una mejor contextualización de los aprendizajes, más allá de simples términos y etiquetas, de
Una de las preguntas más habituales que realizan los estudiantes de cualquier nivel educativo durante la realización de actividades con rocas ornamentales y de construcción es «¿de dónde han salido todas esas rocas?», en referencia a un lugar geográfico concreto. En las grandes ciudades, muchas de las rocas que podemos observar son importadas o transportadas cientos o miles de kilómetros desde sus canteras de origen. Sin embargo, es frecuente encontrar también algunas rocas muy características que llevan siglos formando parte del paisaje urbano y rural, así como de los monumentos más emblemáticos de esas localidades y que, en general, proceden de áreas cercanas (imagen 1). En España tenemos numerosos ejemplos: la arenisca de Villamayor en el paisaje urbano de Salamanca; la piedra ostionera (areniscas con fósiles de molus-
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Es frecuente encontrar también algunas rocas muy características que llevan siglos formando parte del paisaje urbano y rural
Imagen 1. Arquitectura tradicional usando las areniscas del entorno (Peñarroyas, Teruel)
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cos) en los principales monumentos de Cádiz y su entorno; el granito de las calles y monumentos de Santiago de Compostela; las losas de pizarra en los tejados de muchas localidades de las zonas montañosas, etc. En la literatura sobre enseñanza de la geología encontramos ejemplos sobre el uso didáctico de las rocas ornamentales y de construcción, normalmente centrados en la realización de itinerarios urbanos o monumentales, que suelen tener como principal objetivo la identificación de los principales tipos de rocas y sus usos (de forma similar a lo que proponían los currículos educativos). Menos frecuente es el planteamiento de problemas relacionados con la procedencia del recurso, las características del afloramiento, el impacto social y económico de las explotaciones o las modificaciones generadas por la extracción de los materiales (Varas Muriel y otros, 2010). Según los últimos datos disponibles, en 2013 existían en nuestro país 2.728 explotaciones de productos de cantera y rocas ornamentales, de las 2.942 explotaciones mineras totales, que incluyen también productos energéticos, minerales metálicos e industriales. Además de representar casi un 93% de nuestras explotaciones mineras, las canteras están distribuidas en mayor o menor medida por todo el territorio. Sus dimensiones y el producto extraído
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Existen canteras relativamente «cerca de cualquier sitio» que constituyen un valioso recurso didáctico 30
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dependen del tipo de material y la estructura geológica, pero existen canteras relativamente «cerca de cualquier sitio» que constituyen un valioso recurso didáctico, accesible tomando ciertas precauciones.
EN BUSCA DE LA PIEDRA NEGRA DE CALATORAO
Un paseo por el casco histórico de Zaragoza permite encontrar numerosos tipos de rocas de muy diversos colores y texturas. Llama la atención una roca oscura muy empleada en pavimentos, bordillos y otros elementos ornamentales como bancos, bolardos, fachadas, etc. (ver la imagen que encabeza el artículo). Se trata del «mármol negro de Calatorao», una caliza jurásica de color gris en corte fresco que adquiere un color negro muy intenso tras el pulido. Lo que más llama la atención a simple vista es el color oscuro y la presencia de fósiles marinos en muchos de los elementos ornamentales. A partir de estas observaciones iniciales, se pueden plantear diversas cuestiones que permitan al alumnado conectar los aspectos meramente descriptivos (observación e identificación de rocas) con otros que favorezcan el desarrollo de la competencia científica (actividades de argumentación, aprendizaje contextualizado, elaboración de modelos, discusión sobre las implicaciones sociales y económicas, etc.). Como ejemplo de las posibilidades didácticas de estos recursos (rocas ornamentales y canteras) se plantean a continuación dos tipos de actividades que podrían ser fácilmente modificadas y adaptadas a las peculiaridades de cualquier centro educativo y ser usadas para el aprendizaje de diversos aspectos geológicos en biología y geología de la ESO.
Depredadores de rocas
Propuesta 1: un acercamiento desde el cielo Las canteras de Calatorao se sitúan a unos 50 kilómetros de Zaragoza. Utilizando las imágenes de satélite que proporciona Google Maps, trata de identificar los frentes de explotación activos. 1. ¿Dónde se encuentran las actuales canteras en relación con el núcleo de población? 2. ¿Qué tipo de modificaciones del terreno implican estas actividades? En esta zona se conoce actividad minera desde la época romana, aunque apenas existen datos sobre los antiguos frentes de cantera 3. ¿Eres capaz de identificar frentes de explotación antiguos en las cercanías del pueblo? 4. ¿Qué elementos del paisaje te permiten interpretar la existencia de esas antiguas canteras?
Propuesta 2: un acercamiento desde el suelo La visita escolar a una cantera, como a cualquier otra actividad industrial o agrícola, no está exenta de problemas e implica un esfuerzo adicional por parte del docente desde el punto de vista organizativo. Una actividad de campo en la propia cantera (imagen 2) permite al alumnado trabajar in situ una serie de aspectos difíciles de imaginar a través del trabajo con el producto ya elaborado (rocas ornamentales) o con fotografías. 1. Aspectos descriptivos: ¿Qué color y textura tienen las calizas en superficie y en corte fresco? ¿Qué espesor tienen los estratos de caliza que se explotan? ¿Cómo están dispuestos? ¿Qué tipo de elementos estructurales presentan (fracturas, grietas)?; 2. Aspectos explicativos: ¿Qué dimensiones tendrían los bloques que podemos obtener? Razona tu respuesta. ¿Qué usos pueden
Una actividad de campo en la propia cantera permite al alumnado trabajar in situ una serie de aspectos difíciles de imaginar
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tener los distintos tamaños de bloques que se extraen en la cantera y por qué?; 3. Aspectos relacionados con las implicaciones sociales y económicas: ¿Qué repercusión tienen las canteras en la economía de la zona? ¿Qué ocurriría si hubiera que cerrar las canteras? 4. Aspectos relacionados con las actitudes y el posicionamiento ante problemas contextualizados: ¿Qué impacto crees que tienen estas actividades en el medio? ¿Es posible recuperar el paisaje en las zonas explotadas? ¿Crees que se está haciendo un uso sostenible del recurso? Razona tus respuestas. Ambas propuestas presentadas son fácilmente modificables para adaptarlas a las circunstancias
Imagen 2. Aspecto del frente de explotación de una cantera en Calatorao (Zaragoza)
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locales de los centros educativos y pueden ayudar al aprendizaje contextualizado desde una perspectiva de alfabetización en ciencias de la Tierra. ◀
PEDRINACI, E. y otros (2013): «Alfabetización en ciencias de la Tierra». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 21(2), pp. 117-129. REICHL, C.; SCHATZ, M.; ZSAK, G. (2015): World
*
Nota
Mining Data 2015. Viena. Bundesministerium
AgrADecimientos: Grupo Consolidado de
für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft.
Investigación Aplicada BEAGLE (Gobierno de Aragón
Disponible en: <www.en.bmwfw.gv.at/Energy/
y Fondo Social Europeo). Instituto de Investigación
WorldMiningData/Seiten/default.aspx>. [Consulta: agosto 2015]
en Ciencias Ambientales de Aragón (IUCA/UNIZAR).
VARAS MURIEL, M.J. y otros (2010): «Canteras y monu-
Proyecto EDU2011-27098 del MEC.
mentos históricos: un recurso didáctico». Enseñanza de
Referencias bibliográficas
las Ciencias de la Tierra, núm. 18(3), pp. 259-268.
BROWN, T.J. y otros (2015): European Mineral Statistics
Dirección de contacto
2009–2013. A product of the World Mineral Statistics database. Keyworth, Nottingham. British
Ángel Luis Cortés Gracia
Geological Survey.
Universidad de Zaragoza
MARTÍNEZ PEÑA, B.; CALVO, J.M.; CORTÉS, A.L. (2015):
acortes@unizar.es
«De la estabilidad al continuo cambio inapreciable. La situación de la geología en la enseñanza
Este artículo fue solicitado por AlAmbique. DiDácticA
obligatoria». Alambique. Didáctica de las Ciencias
experimentAles, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015
Experimentales, núm. 79, pp. 9-16.
para su publicación.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
¿Habrá un terremoto en mi ciudad? PALABRAS CLAVE
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Juan Antonio López Martín IES Ramón Arcas. Murcia
TERREMOTO
RIESGO SÍSMICO PREVENCIÓN ALFABETIZACIÓN CIENTÍFICA
El terremoto de Lorca en el 2011 puso en evidencia el desconocimiento sobre el riesgo sísmico que tiene la población en nuestro país y mostró la necesidad de educar y formar a los ciudadanos en medidas de autoprotección como una de los instrumentos más eficaces para reducir la vulnerabilidad frente a los terremotos. En este trabajo se presenta una actividad de concienciación sísmica enmarcada en el plan de prevención de riesgos que se desarrolla para toda la comunidad educativa del IES Ramón Arcas Meca de Lorca, uno de los institutos demolidos como consecuencia de los terremotos del 11 de mayo.
E
l 11 de mayo de 2011, la ciudad de Lorca sufrió la catástrofe natural más importante vivida en las últimas décadas. Un terremoto de magnitud 5,2 en la escala de Richter fue precedido por otro de magnitud 4,5 que sirvió para alertar a la población aunque, al mismo tiempo, causó daños en edificios que no aguantaron el segundo seísmo (imagen 1, en la página siguiente). Nueve personas perdieron la vida y hubo más de 300 heridos, viéndose afectados, de una u otra consideración, un 80% de los edificios y viviendas de la ciudad. Entre las lecciones que hemos aprendido tras esta catástrofe, cabe destacar que terremotos de magnitudes pequeñas pueden causar un gran
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impacto social, económico y humano (Alfaro y otros, 2011). Un insuficiente conocimiento científico de nuestras fallas activas y de las aceleraciones que pueden generar en el terreno (muchas de ellas discurren bajo nuestras poblaciones), la falta de planes de prevención del riesgo sísmico y actuación frente a emergencias por parte de las administraciones públicas, una norma sismorresistente obsoleta y la ausencia de concienciación sísmica de la población, que desconoce las medidas de autoprotección básicas ante estos fenómenos naturales, son las causas que están detrás de catástrofes como ésta. Los terremotos del 11 de mayo en Lorca debieron ser un punto de inflexión en la conciencia-
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ción formada en medidas de autoprotección puede reducir en gran medida los daños, tanto humanos como materiales.
Imagen 1. Aspecto de una de las aulas del IES Ramón Arcas de Lorca inmediatamente después del terremoto
ción sísmica de nuestro país. A pesar de que la península Ibérica tiene riesgo de sufrir terremotos moderados (magnitudes 6 y 7), especialmente en el sureste peninsular, cuatro años después de los eventos ocurridos en Lorca no se ha modificado la norma sismorresistente, los edificios que se están construyendo en la ciudad no sabemos si cumplirán con la futura norma y no se ha desarrollado ninguna actuación planificada para formar a la población y prepararla para estas situaciones. Lejos aún de que la ciencia pueda predecir los terremotos, la forma más efectiva de luchar contra estas catástrofes es la prevención. Una pobla-
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Cuatro años después de los eventos ocurridos en Lorca no se ha desarrollado ninguna actuación planificada para formar a la población 34
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Sin embargo, no es fácil concienciar a la sociedad sobre el riesgo sísmico. El período de retorno de estos terremotos es de varias décadas, y la percepción del riesgo se diluye rápidamente desde la ocurrencia del último terremoto, resultando particularmente difícil interesar a las poblaciones que no lo han sufrido recientemente, aunque hayan tenido terremotos en una época histórica y sus viviendas se encuentren cerca de fallas potencialmente sismogénicas. No resulta fácil llegar a todos los sectores de la población, niños, adultos, ancianos… y menos aún mantener en el tiempo un programa de concienciación permanente y eficaz en el que se impliquen las diferentes administraciones públicas. Recientes investigaciones (Alfaro y otros, 2011; Proyecto Europeo KNOW-4-DRR, 2015) han estudiado la percepción y el conocimiento que tiene la población lorquina del riesgo sísmico al que se expone. Encuestas realizadas a más de 1.000 ciudadanos de diferentes edades y sectores de la población de Lorca ponen de manifiesto un enorme desconocimiento sobre el riesgo sísmico y la forma de actuar antes, durante y después del terremoto. La ciudadanía debería poseer un conocimiento suficiente de los riesgos naturales, y saber cómo actuar ante ellos. Esto exige forjar una cultura de prevención desde la escuela (Martínez Moreno y otros, 2012). El plan educativo «EsLorca» (Educación Sísmica en Lorca) pretende que la población de esta ciudad alcance las competencias y destrezas
¿Habrá un terremoto en mi ciudad?
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Imagen 2. Desarrollo de las actividades en el IES Ramón Arcas de Lorca
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El refugio: saber cómo actuar en diferentes escenarios en caso de que el terremoto nos sorprenda. ¿Quién piensa en nosotros?: dar a conocer los equipos de emergencia que intervienen cuando ocurre un terremoto y las actuaciones que llevan a cabo, así como transmitir un sentimiento de seguridad y tranquilidad entre la ciudadanía y el alumnado, conociendo el dispositivo de seguridad que se pone en marcha tras un terremoto. Midiendo terremotos: comprender cómo se disipa la energía almacenada en forma de ondas elásticas y cómo se miden los terremotos, diferenciando magnitud e intensidad. La máquina del terremoto: aprender, mediante una experiencia práctica, la génesis de los terremotos y relacionarlos con la actuación de las fallas, analizando el ciclo sísmico.
En este artículo nos centraremos en la actividad de formación denominada «El refugio». Imagen 3. Trazado de la falla de Alhama de Murcia a su paso por Lorca
mínimas necesarias para comportarse de forma adecuada ante un terremoto destructivo. Se basa en la comprensión del fenómeno sísmico, desde su origen geológico hasta sus efectos en las edificaciones, y puede servir de referencia para actuaciones en otras localidades (imágenes 2 y 3). Detallamos a continuación las diversas actividades de formación del plan «EsLorca» y sus objetivos: • El grito: gestionar las propias emociones y saber afrontar el terremoto dominando el miedo y la ansiedad.
EL REFUGIO
En esta actividad se pretende identificar los riesgos potenciales en el aula y en los hogares, realizar un simulacro para aprender cómo se debe actuar durante el terremoto e involucrar a toda la familia en la campaña de concienciación sísmica.
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Se realiza un simulacro de cómo actuar durante un terremoto y se involucra a toda la familia en la campaña de concienciación Alambique
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
Justificación de la actividad Un terremoto pone a prueba no sólo nuestras construcciones, sino también nuestra capacidad de respuesta ante una situación aterradora. De lo que realicemos de modo preventivo y de lo que hagamos durante la breve duración de la sacudida y después de la misma, depende en gran parte nuestra seguridad. Si entendemos los riesgos asociados a un terremoto, y tomamos una serie de medidas adecuadas y precauciones razonables, podemos proteger a nuestros alumnos y ayudar a sus familias. Aunque el centro debe contar con un plan de emergencias en el que se contemple la realización de simulacros y las acciones que hay que llevar a cabo en caso de terremoto, es necesario
Imagen 4. Simulacro en el IES Ramón Arcas de Lorca
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Identifican posibles riesgos y zonas no seguras en sus viviendas, realizando un plan de seguridad con ayuda de la familia
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ensayar y mecanizar con los alumnos lo que hay que hacer en el aula los pocos segundos que duran las vibraciones del terremoto, pues en situaciones de miedo y emergencia las personas hacen aquello que tienen asumido y automatizado, ya que no hay tiempo para pensar.
¿Habrá un terremoto en mi ciudad?
El simulacro dentro del aula, con las tres acciones básicas (agáchate, cúbrete y agárrate), debe ser tan realista como resulte posible y llevado a cabo por todos, alumnos y profesor (imagen 4). Antes de la realización del simulacro es necesario trabajar en clase el modo de comportarse cuando está ocurriendo el terremoto (ficha del alumno). Junto con el centro educativo, el lugar donde los estudiantes pasan la mayor parte del día es su
casa. Conviene, por tanto, que también identifiquen posibles riesgos y zonas no seguras en sus viviendas con la finalidad de corregirlos en la medida de lo posible. En la ficha del alumno se sugiere que, en colaboración con toda la familia, realicen un plan de seguridad para su casa. Es una forma de formar y concienciar a sus padres de las medidas que hay que adoptar (prevención y comportamiento) en caso de terremoto (cuadro 1).
¿Es tu aula segura
Simulacro de terremoto
¿Es tu casa segura?, traza un plan
Objetivo: identificar los posibles riesgos que hay en aula para corregirlos y saber cuáles son las zonas más seguras en caso de terremoto. Tiempo: 25 minutos. Desarrollo: 1. Con la ficha que se adjunta, los alumnos identificarán los riesgos que hay en el aula y propondrán soluciones. Se puede hacer mediante un torbellino de ideas entre toda la clase. 2. Una vez identificados los riesgos se han de proponer soluciones, se tomará nota de ellas y se entregarán al equipo directivo del centro, exigiéndole las actuaciones oportunas.
Objetivo: realizar un simulacro de terremoto lo más realista posible y sacar conclusiones sobre los resultados obtenidos. Tiempo: 20 minutos. Desarrollo: 1. Se explicará la forma de actuar en caso de terremoto (agáchate, cúbrete y agárrate). 2. Se indicarán las zonas seguras de la clase y el lugar de reunión una vez que haya terminado el terremoto. 3. Con el ordenador, un DVD o un móvil se reproducirá el sonido de un terremoto real. 4. Durante un minuto los alumnos realizarán el simulacro: todos deben acabar situados bajo los pupitres. 5. Posteriormente saldrán de debajo de los pupitres despacio, observando si hay cristales u otros objetos peligrosos y se reunirán en los lugares seguros de la clase establecidos previamente. 6. Se evaluará colectivamente el funcionamiento del simulacro (tiempo empleado, conductas llevadas a cabo, imprevistos…) y se propondrán soluciones a los problemas detectados.
Objetivo: identificar lugares que presentan riesgo en cada una de las casas de los alumnos, y elaborar un plan familiar de protección sísmica en el que participe toda la familia. Desarrollo: 1. Visualizar vídeos que muestran las consecuencias de un terremoto en una cocina y un dormitorio infantil: www.abag.ca.gov/bayarea/ eqmaps/fixit/videos.html 2. Seguir las indicaciones de la ficha de trabajo. 3. Hacer una lectura compartida de las «10 reglas salvavidas», que figuran en la ficha del alumno. Observaciones: esta actividad se debe realizar en casa de cada estudiante y es importante que participe la totalidad de los miembros de la familia para que todos conozcan los riesgos, los lugares más seguros e inseguros del hogar y elaboren el plan de emergencia familiar.
Cuadro 1. Descripción de las actividades
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Ficha del alumno No podemos evitar los terremotos pero si te preparas bien y sabes lo que hay que hacer cuando ocurra uno, no te pasará nada. Se puede vivir seguro aunque ocurran seísmos; hay muchos países donde suceden terremotos mucho más grandes que el de Lorca y sus habitantes viven seguros. ¿Sabes cuál es la reacción más peligrosa de todas? Es el pánico, es decir, ese miedo tan fuerte que hace perder el control. ¡Sentir miedo ante un terremoto es algo normal!, pero aquél no debe impedirnos actuar de forma segura. Para lograrlo es importante conocer bien el lugar en que vivimos (así sabremos qué podría pasar si ocurre uno) y hacer lo posible para mantener la calma, aun en las situaciones más difíciles.
¿Cómo podemos prepararnos? • •
Identificando los riesgos que hay en nuestra casa y en el aula para corregirlos y hacerlas más seguras. Sabiendo cómo hay que actuar cuando suceda el terremoto.
En el cole Antes del terremoto ¿Es nuestra aula segura? La mayor parte de los daños que ocasiona un terremoto se deben a la caída de objetos, rotura de cristales, vuelco de armarios… Identificaremos zonas inseguras en nuestra clase. Observa atentamente el aula y enumera todos los riesgos que encuentres de los que están en el cuadro 2.
Riesgo
Solución
Rotura de ventanas.
Dejar espacio entre las ventanas y los pupitres.
Caída de objetos pesados.
Situarlos en estantes bajos.
Caída de estanterías y otros muebles pesados.
Anclarlos con sujeciones a la pared.
Productos químicos peligrosos (cloro, ácidos…).
Guardarlos en muebles de seguridad.
Lámparas y otros objetos colgantes.
No situarse debajo.
Cuadros.
Sujetarlos firmemente.
Otros… Cuadro 2. Riesgos y soluciones
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¿Habrá un terremoto en mi ciudad?
Haz un croquis del aula y marca las zonas menos seguras, aquéllas donde no debes situarte cuando ocurra un terremoto. Durante el terremoto Es muy importante saber actuar cuando está ocurriendo el terremoto, la mayoría de lesiones se deben a conductas erróneas y son causadas por las cosas que caen. Agacharse, cubrirse y agarrarse es la mejor manera de protegerte. Debes mantener la calma y hacer lo que se indica en el cuadro 3.
1. Cualquiera que sea el lugar donde te pille, el terremoto puede ser más fuerte de lo que te imaginas. Cristales y otros objetos pueden causarte lesiones. 2. Intenta exponer la menor superficie de tu cuerpo.
3. Metete bajo el pupitre. Si no tienes una mesa cercana acércate a una pared que no tenga cristales cercanos y cubre tu cabeza y cara con los brazos. Recuerda las zonas seguras de la clase.
4. El movimiento puede ser muy fuerte y hacerte rodar por el suelo causándote lesiones. 5. Mantente alejado de ventanas, paredes exteriores, vitrinas, muebles pesados y objetos que pudieran caerse.
Cuadro 3. Actuaciones en un simulacro de terremoto
¿Lo probamos? Vamos a hacer un simulacro, y éste no es una broma: piensa que si hay un terremoto de verdad, saber actuar puede salvarte la vida. Sigue las instrucciones del profesor. Después del terremoto Cuando haya cesado el movimiento, sin prisa, mira a tu alrededor por si hay cristales que te pueden cortar u objetos que te pueden golpear. Sal lentamente de debajo del pupitre y dirígete a una de las zonas seguras de tu clase, manteniéndote alejado de las ventanas y muebles que puedan caer. Ahora sigue las instrucciones del profesor para la evacuación. Recuerda: no hay prisa, ¡no corras! ¡no grites! ¡no empujes! Análisis de simulacro Haz un resumen de la experiencia analizando lo que ha funcionado y lo que debe mejorarse.
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LA GEOLOGÍA QUE NECESITAMOS
En nuestra casa ¿Es segura tu casa? Mira estos vídeos: www.abag.ca.gov/bayarea/eqmaps/fixit/videos.html
eos en: a los víd o.com Accede ra .g e u iq b m http://ala
Traza un plan de protección Muchos de los muertos y heridos de los terremotos lo son a causa de que, con frecuencia, los muebles de sus hogares no estaban sujetados adecuadamente. Un gran número de daños y lesiones se pueden evitar tomando medidas sencillas en nuestro hogar. Un plan de protección familiar es una guía para que tu familia y tú sepáis qué hacer antes, durante y después de un terremoto. Antes del terremoto Identifica, junto con todos los miembros de tu familia, los riesgos de tu casa. Debes asegurar cualquier cosa que sea lo suficientemente pesada para lastimarte en caso de que te caiga encima. • Las estanterías con libros, vitrinas, aparadores y otros muebles pesados deben estar lejos de camas, sofás u otros lugares donde la gente se sienta o duerme. • Sitúa los objetos pesados en los estantes inferiores. • En la cocina, las puertas de los muebles pueden abrirse y caer vasos de vidrio, vajillas… Hay varios tipos de seguros para puertas que se venden en ferreterías. • Los electrodomésticos grandes, como televisores, ordenadores u hornos microondas, deben asegurarse. Existen tiras flexibles de nailon que se usan para asegurarlos a la pared. • Objetos sobre repisas y mostradores como lámparas u objetos de cerámica pueden ser proyectiles peligrosos. Hay cierres de gancho y adhesivos para fijarlos por su base. • Objetos colgantes como espejos, marcos de fotografías o cuadros también suponen un riesgo. Existen ganchos cerrados para asegurarlos a la pared. • Se deben fijar bien a las paredes los muebles, armarios, estanterías, etc. que puedan volcarse o caerse. • Guarda bien los materiales peligrosos y sustancias químicas y evita que se derramen. Elabora un croquis e indica en rojo todos los riesgos que has encontrado en casa. Identifica lugares seguros en cada habitación, como debajo de mesas y escritorios. Señala en el croquis las rutas y salidas más seguras con flechas verdes, tanto dentro como fuera de la casa. • Todos los miembros de la familia debéis saber cómo desconectar las llaves generales de luz, agua y gas, de modo que se puedan evitar cortocircuitos, incendios e inundaciones. • Debéis establecer también la ruta para salir de la casa y elegir un lugar seguro de reunión donde se encontrará la familia, en caso de terremoto. • Realiza un simulacro de terremoto con tu familia.
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¿Habrá un terremoto en mi ciudad?
CONCLUSIONES
ción del riesgo sísmico. Departamento Nacional
El tratamiento habitual del riesgo sísmico en el aula se ha mostrado ineficiente por diversas razones, entre otras por ser superficial, poco reflexivo y demasiado teórico. De ahí el desconocimiento de la cuestión, que se ha evidenciado en los estudiantes y la ciudadanía en general. Nuestra experiencia muestra que toda propuesta educativa del riesgo sísmico que pretenda ser a la vez formativa y eficaz requiere que se le dedique un tiempo necesario, que se aborden problemas reales en el aula y se reflexione sobre ellos, que se realicen experiencias, se hagan las simulaciones necesarias y se facilite la transferencia a la familia de lo trabajado en el aula. ◀
de Protección Civil de Italia (DPC). Disponible en: <www.edurisk.it>. [Consulta: noviembre 2015] MARTÍNEZ MORENO, F. y otros (2012): «EsLorca: una iniciativa para la educación y concienciación sobre el riesgo sísmico». Boletín Geológico y Minero, núm. 123(4), pp. 575-588. PROYECTO EUROPEO KNOW-4-DDR (2015): Enabling knowledge for disaster risk reduction in integration to climate change adaptation. Disponible en línea en: <http://cordis.europa.eu/project/rcn/108802_ en.html>. [Consulta: noviembre 2015]
Dirección de contacto Juan Antonio López Martín
Referencias bibliográficas
IES Ramón Arcas. Murcia juanan72@hotmail.es
ALFARO, P. y otros (2011): «Lecciones aprendidas del terremoto de Lorca de 2011». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 19(3), pp. 245-260.
Este artículo fue solicitado por AlAmbique. DiDácticA
ISTITUTO NAZIONALE DI GEOFISICA E VULCANOLOGIA
De lAs
cienciAs
experimentAles, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015 para
(INGV) (2012): EDURISK. Itinerario para la reduc-
su publicación.
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ACTUALIZACIÓN Y REFLEXIÓN
¿Qué sabemos y qué desconocemos sobre el motor de las placas litosféricas? PALABRAS CLAVE
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AA.VV.*
CONVECCIÓN FLUJO TÉRMICO GEOTERMA TECTÓNICA DE PLACAS
Uno de los mayores retos de la comunidad científica de ciencias de la Tierra es mejorar el conocimiento relativo a la dinámica en el interior del planeta y, en particular, sobre el motor de las grandes placas litosféricas. La gravedad y la convección en el manto juegan un papel esencial. Enormes columnas de material fluyen por el interior del manto gracias a las particulares características reológicas, composicionales y térmicas de la litosfera, la astenosfera, la mesosfera y la capa D”. Las dos capas de mayor gradiente geotérmico, la litosfera y la capa D”, disparan el flujo convectivo. Las placas litosféricas impulsan su propio movimiento y protagonizan, en lugar de sufrir, la convección en el manto (modelo «Top-Down»).
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a teoría de la tectónica de placas, desde su desarrollo hace casi cincuenta años, ha conseguido explicar razonablemente bien la dinámica y cinemática de la parte más superficial del planeta: la litosfera. Esta teoría
ofrece una visión sistémica de nuestro planeta y permite comprender, entre otros aspectos, la actividad volcánica y sísmica, el relieve terrestre, el magmatismo y el metamorfismo, la distribución de rocas y estructuras geológicas y algunas varia-
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ACTUALIZACIÓN Y REFLEXIÓN
La tectónica de placas aún no ha conseguido dar respuesta a todas las preguntas
¿QUÉ MUEVE LAS PLACAS LITOSFÉRICAS?
ciones significativas del nivel del mar o del clima (Alfaro y otros, 2013).
La gravedad y la convección en el manto terrestre son aspectos clave para explicar cómo y por qué se mueven las placas, pero como apuntan Fernández Alonso-Chaves y Anguita (2013), las placas son parte integral (activa, no pasiva) de la convección.
Sin embargo, la tectónica de placas aún no ha conseguido dar respuesta a todas las preguntas. Una de las mayores incertidumbres está relacionada con el motor capaz de suministrar la energía para mover estas grandes placas litosféricas. Antes de que se formulase esta teoría, cuando se buscaban explicaciones a las ideas precursoras de la deriva continental, uno de los interrogantes que los científicos se plantearon fue ¿por qué se mueven? Encontrar una solución adecuada está resultando una tarea compleja. En este artículo se hace una puesta al día de la idea que tiene a este respecto la mayoría de la comunidad científica. El cuadro 1 recoge las preguntas y respuestas que constituyen la estructura de este trabajo.
En el aula se transmite la idea de que el motor de las placas es el efecto de «arrastre» de las corrientes de convección del manto sublitosférico (imagen 1, arriba). Existen varias pruebas que rechazan esta vieja hipótesis de las celdas de convección que mueven las placas litosféricas (ver detalles en Alfaro y otros, 2013). En realidad, la litosfera es parte integral, la zona más superficial de estas grandes estructuras de convección. Las placas no son arrastradas por ninguna célula infrayacente sino que se mueven a merced de la gravedad, y su movimiento es causa de, al menos, parte del flujo convectivo del manto (imagen 1, abajo).
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¿Qué mueve las placas litosféricas?
La gravedad y/o la convección. La litosfera es parte «activa» y no pasiva del flujo convectivo.
¿Cómo funciona la convección en el manto?
Existen dos modelos: - Un patrón convectivo en todo el manto. - Patrones individualizados manto superior y manto inferior.
¿Qué origina la convección en el manto terrestre?
Inducida por el hundimiento de las placas en el manto o por el enfriamiento del planeta.
¿Cuáles son los requisitos para que exista la convección terrestre?
El planeta está estratificado reológica, composicional y térmicamente (litosfera, astenosfera, mesosfera, capa D’’).
¿Qué fuerzas actúan en las placas?
Fuerzas gravitacionales (fuerza de tirón de la placa, de empuje de la dorsal…).
Cuadro 1. Principales incertidumbres sobre la causa del movimiento de las placas litosféricas
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¿Qué sabemos y qué desconocemos sobre el motor de las placas litosféricas?
La clave de que exista convección es la existencia de dos zonas con fuertes variaciones en el gradiente geotérmico
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(thermal boundary layers), en las que la variación de la temperatura con la profundidad es mucho más elevada: la litosfera, situada en el tramo más superficial de la parte sólida de la Tierra, que es conocida como cold thermal boundary layer, y la capa D”, todavía mal conocida, que se sitúa en la base del manto, en transición al núcleo externo líquido, que tiene un espesor muy irregular y corresponde a la hot thermal boundary layer.
Imagen 1. Dos modelos de convección en el manto: a) patrón clásico de células convectivas y b) imagen moderna de la convección mantélica
¿CÓMO FUNCIONA LA CONVECCIÓN EN EL MANTO?
Para comprender cómo funciona la convección en el manto terrestre es necesario conocer la geoterma, o variación de la temperatura con la profundidad. Cuando se considera la temperatura media a ciertas profundidades, el gradiente de esta geoterma tiene una pendiente aproximadamente uniforme desde los algo más de 6.500ºC del centro del planeta, hasta las temperaturas de la superficie terrestre. En la imagen 2 se observa la geoterma entre la superficie y la capa D”. La clave de que exista convección es la existencia de dos zonas con fuertes variaciones en el gradiente geotérmico
Estas capas de fuerte gradiente térmico, la litosfera y la capa D”, de pequeño espesor si las comparamos con el sistema completo (imágenes 1, 2 y 3), disparan el flujo convectivo. Pero éste no es celular ni consta de corrientes en el sentido mostrado en la imagen 1a, idea desfasada entre la comunidad científica. Las pruebas geológicas, geofísicas y experimentales disponibles indican que el patrón convectivo es mucho más complejo, compuesto (en su escala mayor) por grandes columnas ascendentes, de diferentes tamaños y geometrías, compensadas por el descenso (laminar a través del manto superior, más columnar en el manto inferior) de la litosfera subducente (imagen 1, abajo). El flujo principal está originado, por tanto, por la combinación de láminas litosféricas que subducen y columnas ascendentes desde sectores concretos de la capa D’’. En estos sectores, llamados LLVSP (large low shearwave provinces), la capa
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ACTUALIZACIÓN Y REFLEXIÓN
Hay que resaltar que el flujo de material en el manto terrestre se produce en estado sólido. Pero gracias a su ductilidad, el interior del planeta es capaz de comportarse como un fluido a escalas de tiempo geológicas. Fernández y otros, (2013) ofrecen una explicación detallada de este mecanismo de flujo en estado sólido. Imagen 2. Geotermas típicas del manto
D” tiene una mayor potencia; en la actualidad existen dos, uno debajo del Pacifico y otro debajo de África (imagen 3), que son responsables de la geometría actual del geoide.
Imagen 3. Sección aproximadamente ecuatorial de la Tierra indicando el flujo principal en el manto (modificada de Trønnes, 2010)
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¿QUÉ ORIGINA LA CONVECCIÓN EN EL MANTO TERRESTRE?
El motor de la convección es la acción conjunta del flujo térmico y la gravedad. La Tierra está considerada como una máquina térmica que libera calor interno originado a partir de dos fuentes principales: el enfriamiento secular de la Tierra y la transferencia de calor desde el núcleo, y el calentamiento debido a la desintegración radioactiva de los isótopos inestables de elementos como U, Th y K. Nuestro planeta desprende este calor interno mediante conducción, radiación, convección y advección, siendo la convección el mecanismo más eficaz. Teniendo en cuenta que el flujo térmico ha disminuido progresivamente desde el origen de nuestro planeta, también han debido producirse cambios importantes en el patrón convectivo del manto, al menos en sus primeras etapas. Algunas estimaciones interpretan que al comienzo, hace 4.600 millones de años, el flujo térmico fue del orden
¿Qué sabemos y qué desconocemos sobre el motor de las placas litosféricas?
de 4,5 veces superior al actual, y que al inicio del Arcaico todavía era 2,5 veces mayor que ahora. Kearey (2007) plantea el inicio de una «proto» tectónica de placas hace unos 3.000 millones de años, durante el Arcaico, que evolucionó progresivamente hasta llegar a lo que conocemos como tectónica de placas, en sentido estricto. Durante esta larga etapa evolutiva de más de 2.000 millones de años, el progresivo enfriamiento del planeta fue transformando su funcionamiento. Algunos elementos clave que cambiaron desde el Arcaico hasta la actualidad son: el incremento del espesor y rigidez de las placas litosféricas, la disminución del número de placas, el aumento del tamaño de los cratones, y la disminución del área y número de orógenos, que cada vez son más estrechos y elevados. Interpretar qué había antes del inicio de esta «proto» tectónica de placas, durante el resto del Arcaico y el Hádico, y estimar cómo evolucionará la dinámica de nuestro planeta es una ardua tarea para los científicos.
¿CUÁLES SON LOS REQUISITOS PARA QUE EXISTA LA CONVECCIÓN TERRESTRE?
Deben darse unas circunstancias particulares para que en la Tierra se desarrolle el modelo de tectónica de placas. De hecho, nuestro planeta es el único en el que se ha documentado este funcionamiento, al menos a lo largo de un período considerable de su historia. Hay un debate abierto sobre si Marte, en sus primeras etapas, pudo tener un funcionamiento similar. No obtante, el resto de planetas terrestres, como Venus, Marte y Mercurio, aparentemente poseen una sola placa litosférica inmóvil que cubre todo el cuerpo planetario (modelo Stagnant Lid).
¿Cuáles son esas circunstancias tan especiales que permiten que las placas litosféricas se muevan varios centímetros al año? La respuesta tiene que ver con la reología de los materiales sólidos que forman nuestro planeta. El interior terrestre está estratificado desde un punto de vista mecánico en capas con distinta resistencia al flujo o viscosidad: litosfera, astenosfera, mesosfera y capa D”. Esta diferencia mecánica —expresada como la facilidad de fluir durante largos períodos de tiempo, superiores a 104 años según Ranalli (1995)— entre la litosfera, la astenosfera, el manto inferior o mesosfera y la capa D”, es la que permite el desarrollo de flujo de materiales en el interior de la Tierra y, por tanto, la tectónica de placas. La litosfera resistente se sitúa sobre la astenosfera, que se puede considerar un nivel dúctil de baja resistencia que se mantiene así hasta los 660 kilómetros de profundidad. En ese límite comienza la mesosfera, en donde el manto está compuesto por un mineral denominado perovskita que hace que las características reológicas del mismo sean distintas, con una mayor viscosidad y resistencia. Por debajo de la mesosfera, en contacto con el núcleo externo, se sitúa una capa de potencia irregular y fuerte gradiente térmico, la capa D” o LLSVP. Reológicamente, se trata de una zona compleja de baja viscosidad debida al fuerte aumento de la temperatura, y probablemente de gran heterogeneidad composicional.
¿QUÉ FUERZAS ACTÚAN EN LAS PLACAS?
Tal y como se ha comentado anteriormente, la litosfera es la parte más superficial de grandes patrones convectivos. Las dos fuerzas principales causadas por la litosfera que contribuyen a la convección mantélica se derivan de la gravedad y de la densidad de la litosfera (fundamentalmente oceánica). Podemos verlas en la imagen 4 (p. 48):
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ACTUALIZACIÓN Y REFLEXIÓN
1. La fuerza debida al empuje hacia abajo de la
parte subducente de las placas de litosfera oceánica; es un ejemplo de fuerza debida a la flotabilidad negativa de la litosfera fría (slab pull). 2. El empuje lateral que se produce desde el extenso cinturón de dorsales oceánicas, debido tanto al deslizamiento gravitacional como al gradiente de presión asociado con al engrosamiento de la litosfera oceánica a medida que se separa de las zonas de dorsal (ridge push). También existen fuerzas menores y otras que dificultan la convección (ver detalles en Alfaro y otros, (2013) y Fernández, Alonso-Chaves y Anguita (2013).
CONSIDERACIONES FINALES
Aunque la tectónica de placas se desarrolla profusamente en los libros de texto, la explicación del por qué se mueven las placas suele quedar relegada a un segundo término, entre otros motivos por las numerosas incógnitas que planteaba a la comunidad científica. En la actualidad, la respuesta está en la convección terrestre, pero sin asimilarla con una cazuela en la que hierve agua, sino considerando la nueva imagen de las placas como elemento activo que impulsa su propio movimiento y protagoniza, en lugar de sufrir,
la convección en el manto. Esta idea es conocida como el modelo Top-Down y supone un gran avance para entender el funcionamiento dinámico de nuestro planeta. Aun así, continúa el debate sobre la profundidad a la que las placas tienen una influencia definida sobre la dinámica del manto (ver www.mantleplumes.org). Los nuevos datos indican la existencia de un límite claro en el manto en torno a los 660 kilómetros de profundidad en el que el olivino, componente principal del manto superior, debido a la presión, se convierte en perovskita. Por otro lado, los cambios mineralógicos que ocurren en la placa que subduce, también debido al aumento de presión, incrementan su densidad, convirtiéndose en eclogita, lo cual facilita su hundimiento. Existe cierta controversia acerca de si la litosfera que subduce es capaz de atravesar esta barrera reológica de los 660 kilómetros, pero las evidencias tomográficas parecen indicar que sí puede hacerlo, continuando su viaje en profundidad hasta llegar al límite con el núcleo, la capa D’’, formando lo que se conoce como el «cementerio de placas» («plate graveyard»). Con el tiempo, este «cementerio» constituirá las nuevas zonas engrosadas de la capa D’’, que evolucionarán hasta convertirse en fuente de material más caliente que, a su vez, producirá cambios en el geoide y en la dinámica de las placas litosféricas.
Imagen 4. Las fuerzas de empuje de la dorsal y de tirón de la placa (modificada de Fossen, 2010)
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¿Qué sabemos y qué desconocemos sobre el motor de las placas litosféricas?
Una teoría geoplanetaria universal, aplicable incluso a los exoplanetas, exige ensanchar las fronteras del conocimiento
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El conocimiento de la dinámica en el manto aún es incompleto y cabe preguntarse qué fue antes: el huevo o la gallina. ¿La convección condiciona el movimiento de las placas litosféricas, o es el movimiento de dichas placas quien condiciona la convección? Las ideas más recientes parecen converger en que, en la Tierra, ambos procesos son en realidad el mismo, siendo imposible que se produzca el uno sin el otro. La exploración del sistema solar y la del pasado más remoto de nuestro planeta sugieren, sin embargo, que es posible un modelo convectivo distinto, compatible con la evolución tectónica de una litosfera compuesta por una sola placa, o por muchas placas más débiles y con patrones subductivos distintos de los dominantes en la Tierra. La tectónica de placas no es, por tanto, sino uno de los posibles comportamientos de las geosferas planetarias. Para llegar a obtener la teoría global que los abarque a todos, es decir, para conseguir una teoría geoplanetaria universal aplicable incluso a los exoplanetas, deberemos ensanchar las fronteras del conocimiento en tres sentidos. Dos de ellos deben dirigirse hacia el pasado y hacia el interior de la Tierra, respectivamente. El tercero, urgente e ineludible, debe encaminar nuestros pasos hacia el conocimiento de los restantes cuerpos planetarios del sistema solar, en donde casi todo está por hacer. ◀
Tomsk (Rusia)), Pedro Alfaro García (Universidad de Alicante) y Francisco Manuel Alonso Chaves (Universidad de Huelva).
Referencias bibliográficas ALFARO, P. (2011): «Un modelo para el funcionamiento del interior terrestre y su interacción con la superficie». Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 67, pp. 20-27. ALFARO, P. y otros. (2013): «La tectónica de placas, teoría integradora sobre el funcionamiento del planeta». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 21(2), pp. 168-180. FERNÁNDEZ, C.; ALONSO-CHAVES, F.M.; ANGUITA, F. (2013): «Astenosfera: ser o no ser». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 21(1), pp. 2-15. FOSSEN, H. (2010): Structural Geology. Cambridge. Cambridge University Press. GUTIÉRREZ-ALONSO, G.; BRENDAN MURPHY, J.; FERNÁNDEZ-SUÁREZ, J. (2008): «El año del planeta Tierra: lo que conocemos y lo que desconocemos de nuestro planeta». Pliegos de Yuste, núm. 7-8, pp. 111-122. KEAREY, J.F. (2007): «The secular evolution of plate tectonics and the continental crust: An outline», en Hatcher, R.D. y otros. (eds.): 4-D Framework of Continental Crust. Geological Society of America Memoir, núm. 200, pp. 1-7. RANALLI, G. (1995): Rheology of the Earth. 2.ª ed. Londres. Chapman & Hall, p. 413. TRØNNES, R.G. (2010): «Structure, mineralogy and dynamics of the lowermost mantle». Geochem, núm. 99, pp. 243-261.
Dirección de contacto Carlos Fernández Universidad de Huelva fcarlos@dgeo.uhu.es
Nota * Son autores de este artículo: Carlos Fernández
Este artículo fue solicitado por Alambique. Didáctica
de las
Ciencias
(Universidad de Huelva), Gabriel Gutiérrez-Alonso
Experimentales, en julio de 2015 y aceptado en noviembre de 2015 para
(Universidad de Salamanca y Universidad Estatal de
su publicación.
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INTERCAMBIO
Los biocombustibles en el aula y el laboratorio de bachillerato Yolanda Echegoyen Universidad de Zaragoza
PALABRAS CLAVE
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RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS MATERIALES MANIPULATIVOS
En el presente trabajo se diseñan varias actividades dirigidas a GEOMETRÍA RECURSOS alumnos de bachillerato con el fin de acercarles el mundo del análisis químico a través de una sencilla práctica de laboratorio consistente en producir biodiésel a partir de distintas materias primas, para, en un segundo momento, generar un debate estructurado de índole sobre todo social.
EDUCAR DESDE EL AQUÍ Y EL AHORA
La investigación en didáctica de las ciencias experimentales ha identificado diversas dificultades en los procesos de aprendizaje de la química y la física derivados del currículum del bachillerato, como por ejemplo la estructura lógica de los contenidos conceptuales, el nivel de exigencia formal de los mismos y la influencia de los conocimientos previos y preconcepciones del alumno (Campanario y Moya, 1999). La respuesta a estos problemas se encuentra en las recientes estrategias didácticas y pedagógicas, entre las que destaca el hecho de que la materia y las prácticas
educativas sean diseñadas atendiendo a su estrecha relación con la realidad que circunda a los alumnos, así como la apuesta por una metodología en la que los discentes no sean meros receptores de información. De esta manera, se potencia la motivación de los alumnos y que éstos desempeñen un papel más activo en su propio aprendizaje, lo que indudablemente redunda en que éste sea más efectivo, eficiente y eficaz (Hofstein y Lunetta, 2003). Se trata de que los alumnos contextualicen la información técnica que reciben en las clases y los laboratorios de prácticas: que sean
Alambique
capaces de percibir que el conocimiento científico repercute en su crecimiento intelectual y su capacidad para entender el mundo que los rodea. Y es que, como es bien sabido, cuando los estudiantes interaccionan con problemas que ellos mismos perciben como significativos y conectados a sus experiencias personales, se produce el máximo desarrollo de sus conceptos científicos. Además, aprender en las clases de ciencias puede llevar aparejado el logro de distintas competencias, como las transversales lingüísticas y matemáticas, pero también otras como el tratamiento
Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • pp. 51-56 • enero 2016
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INTERCAMBIO
de la información, la autonomía e iniciativa personal al analizar situaciones valorando las consecuencias, e incluso la competencia social y ciudadana, cuando se tratan problemas de interés científico con implicaciones sociales. De acuerdo con Driver, Newton y Osborne (2000), en una sociedad democrática es esencial que los jóvenes reciban una educación que les ayude a construir y analizar argumentos relacionados con las aplicaciones e implicaciones sociales de la ciencia. Así, los alumnos deben ver el conocimiento de una disciplina como es la química como parte de una compleja red de valores y actividades que afectan el entorno y la sociedad. La enseñanza de la química en el contexto de situaciones del mundo real evita extender entre el alumnado la idea de que las ciencias no tienen que preocuparse de los problemas de la sociedad, o que los científicos sólo trabajan inventando abstractas teorías (Rioseco y Romero, 1999). En este sentido, se antoja una buena idea llevar al aula el muy en boga asunto de los combustibles fósiles y los biocombustibles, capital en los problemas tan acuciantes sobre el calentamiento global y la sostenibilidad. Como apuntan Vilches, Gil y Cañal (2010) no se trata de enfocar el desarrollo y
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Alambique
La economía y el medio ambiente no pueden tratarse por separado
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el medio ambiente como contradictorios, sino de reconocer que están estrechamente vinculados y que la economía y el medio ambiente no pueden tratarse por separado.
¿QUÉ DEBEN SABER LOS ALUMNOS DEL SIGLO XXI SOBRE LOS BIOCOMBUSTIBLES?
Los alumnos han de tener muy en cuenta que los biocombustibles son combustibles de origen biológico obtenido de manera renovable a partir de restos orgánicos (azúcar, trigo, maíz o semillas oleaginosas sobre todo), y que su utilización reduce el volumen total de CO2 que se emite a la atmósfera. Esto se debe a que la cantidad de CO2 que emiten al quemarse es la misma que han ido absorbiendo las materias primas durante su crecimiento, produciéndose lo que se denomina un «ciclo cerrado». Éste es un ejemplo claro de la posibilidad de conjugar el desarrollo con el
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cuidado del medio ambiente. También es muy recomendable que los alumnos sean conscientes de que existen distintos tipos de biocombustibles: entre otros, el bioetanol, el biodiesel, el biogás o la biomasa. Lógicamente, este conocimiento relativo a los biocombustibles no puede sino hacer recapacitar a los alumnos sobre el hecho de que éstos generan una menor contaminación ambiental que los combustibles convencionales. En este sentido, hay que ayudarles a llegar a la conclusión de que los biocombustibles son una alternativa mucho más viable de lo que parece frente a las energías fósiles (gas y petróleo), que son limitadas y además no dejan de ver incrementado su precio. Para el caso español, también cabe añadir la muy oportuna información de que una apuesta por los biocombustibles puede suponer una gran revitalización de las economías rurales, ya que se potenciarían nuevos sectores en el ámbito agrícola, permitiendo
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Debe mostrarse que la utilización de los biocombustibles reduce el volumen total de CO2 que se emite a la atmósfera
Los biocombustibles en el aula y el laboratorio de bachillerato
La tecnología de los biocombustibles también presenta inconvenientes que los alumnos deben conocer
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aprovechar tierras con poco valor a causa de la escasa rentabilidad de los cultivos tradicionales. Un país con apenas recursos fósiles, como España, que apostara por estas energías renovables debería a la postre ser más competitivo, debido a la reducción de su dependencia del petróleo importado y la vulnerabilidad económica y política que ésta comporta. Sin embargo, a nadie se le escapa que la tecnología de los biocombustibles también presenta inconvenientes que los alumnos deben conocer. Es el caso de los graves impactos sociales y medioambientales en las zonas de cultivo; su limitación a motores de bajo rendimiento y poca potencia si no se mezclan con combustibles convencionales; los elevados costes, que doblan a los de la gasolina o el gasóleo, y la necesidad de grandes espacios de cultivo por el poco rendimiento en la transformación, que es compleja. Tampoco hay que olvidar que el proceso de transporte de materias primas,
su procesado o la producción de algunas de ellas, como el metanol, repercute en que la huella ecológica de estos combustibles alternativos no sea tan baja como pueda parecer en un principio. En suma, el hecho de tratarse de un tema de actualidad con una gran controversia hace que esta temática sea muy interesante para ser tratada en las clases de bachillerato. La sensibilización con este asunto no puede sino redundar en la educación de unos alumnos que serán capaces de explicar desde el punto de vista científico asuntos con repercusión en el medio ambiente, la economía, la sostenibilidad o la sociedad.
¿CÓMO CONCIENCIAR Y EDUCAR EN LA SOSTENIBILIDAD?
Se proponen dos actividades bien diferenciadas, pero claramente complementarias. En primer lugar, se llevará a cabo una práctica de laboratorio, que se detalla más adelante, en la que los alumnos producirán biodiésel en el laboratorio a partir de distintas materias primas. Al hilo de ésta, realizaran distintos experimentos de control de calidad del mismo para ver las diferencias entre ellos, que pondrán en común en el aula. Mediante esta práctica se trabajan distintas partes de la asignatura de química.
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En segundo lugar, se proporcionará al alumnado artículos divulgativos con información referente a los biocombustibles, así como las direcciones de diferentes páginas web que tratan el tema desde distintas perspectivas. Una manera de dinamizar esta lectura es la de dividir a los alumnos en grupos de tres o cuatro y, siguiendo la metodología de «puzzles de Aronson», hacer que cada grupo elija un líder que explique su artículo a otro grupo, de tal manera que todos los líderes pasen por todos los grupos y así la totalidad de los alumnos se acerque a varios artículos de una manera más amena. Posteriormente, se organizará en el aula un debate sobre la conveniencia o no de utilizar biocombustibles teniendo en cuenta las implicaciones económicas, energéticas y sociales de las alternativas que se presenten. El tema del debate girará en torno a la pertinencia o no de la apuesta por los biocombustibles, que forzosamente obligará a los alumnos a esgrimir argumentos en favor y en contra de los mismos a
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Los alumnos producirán biodiésel en el laboratorio a partir de distintas materias primas
Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • enero 2016
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INTERCAMBIO
manera de resumen y toma de contacto con un problema importante relativo a la sostenibilidad. Además, se potenciará que a la hora de argumentar su posición los alumnos no olviden el hecho de la materia prima de la que se parte, así como la calidad de los productos obtenidos y las posibilidades de aprovechamiento de otros subproductos de la reacción, que son aspectos que se tratan en la práctica de laboratorio que ahora se especifica.
PRÁCTICA DE LABORATORIO: OBTENCIÓN DE BIODIÉSEL
La práctica se realiza con distintos tipos de aceites vegetales comerciales (girasol, maíz…), grasas ani-
CH2 — COOR1 CH2 — COOR2
CH2 — OH + 3 CH3OH
3 RiCOO — CH3
CH2 — COOR3 Triglicérido
CH2 — OH CH2 — OH
Metanol
Ester metílico (biodiesel)
Glicerina
Imagen 1. Reacción de producción de biodiesel
males y también con aceite usado que los alumnos traen de casa. En el laboratorio, cada grupo parte de una materia prima diferente, con lo que los productos obtenidos tendrán distintas características y la experiencia será más enriquecedora a la hora de la puesta en común de los resultados.
La reacción de producción de biodiesel es una reacción orgánica de transesterificación como se muestra en la imagen 1. La práctica se delimita en tres fases, que se desarrollan a continuación a manera de cuaderno de prácticas para el alumno:
Obtención de biodiésel Fase 1: Valoración para comprobar la cantidad de ácidos grasos en el aceite 1. Mezcla en un Erlenmeyer 10 ml de alcohol isopropílico con 1 ml de aceite. 2. Añade 4 gotas de fenolftaleína. 3. Añade con la bureta gota a gota solución de KOH 0.1M hasta que la disolución se vuelva rosa y mantenga ese color durante 10 segundos. Realiza la valoración tres veces. 4. A partir del valor medio calcula la cantidad de catalizador necesaria para cada ml de aceite (para cada litro se necesitan 7 g de KOH más un gramo extra por cada ml de disolución de valoración).
Fase 2: Fabricación de biodiésel 1. Vierte 30 ml de metanol en un frasco y añade la cantidad necesaria de KOH obtenida en la parte 1. Agita hasta disolución completa. 2. Añade 150 ml del aceite vegetal a la disolución anterior, cierra bien y agita vigorosamente durante 10 minutos. 3. Espera 24 horas. El biodiésel queda en la parte de arriba y la glicerina en el fondo.
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Los biocombustibles en el aula y el laboratorio de bachillerato
Fase 3: Control de calidad 1. Exceso de catalizador: • Añade 100 ml de alcohol isopropílico y 10 gramos de biodiesel en un vaso de precipitados. • Añade 5 gotas de disolución de fenolftaleína. Si la disolución se mantiene transparente no hay catalizador en tu biodiesel y puedes proceder al cálculo del contenido en jabón. • Si la disolución se vuelve rosa habrá que neutralizar el catalizador extra. Para conseguirlo añade disolución de HCl gota a gota agitando hasta que la disolución se vuelva transparente. 2. Contenido en jabón: es un coproducto de ácidos grasos no reaccionados y KOH. • Mientras se agita el líquido del vaso de precipitados añade 20 gotas de la disolución de azul de bromofenol. Habrá un cambio de color a azul oscuro. • Pesa el vaso con la disolución. • Añade HCl 0.01N poco a poco y agita hasta que la disolución se vuelva amarilla. • Pesar de nuevo el vaso con la disolución. El contenido en jabón se calcula multiplicando la cantidad de disolución de HCl añadida (diferencia de peso) por el factor de catalizador (320.56 para el KOH) y se obtiene en partes por millón (ppm).
CONCLUSIONES
La utilización de un tema de actualidad como los biocombustibles no puede por menos que suponer un aliciente para la motivación de los alumnos. El asunto reúne además del carácter cercano la concienciación sobre el sostenimiento del medio ambiente, lo que muy probablemente estimulará a los jóvenes a relacionar lo aprendido en el aula con las noticias en los medios sobre estos asuntos, que ahora podrán descodificar con los conocimientos técnicos adquiridos. La dinámica de unas clases que combinan el asunto científico desde el punto de vista (aunque
Traer la actualidad a las aulas es una apuesta segura para mejorar los procesos de enseñanzaaprendizaje
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divulgativo) teórico y las prácticas en el laboratorio se ha demostrado que es el camino más adecuado para que ese proceso de enseñanza-aprendizaje tenga más posibilidades de éxito. Y si a esta combinación de teoría y práctica se añaden dinámicas como la mencionada del «puzzle de Aronson» o un debate dirigido
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con clara vocación educativoambiental sin duda redundará en la amenidad de las clases y, en consecuencia, en un mayor aprovechamiento de las mismas por parte del alumnado. Una vez más, sacar a los alumnos a la calle o, lo que es lo mismo, traer la actualidad a las aulas es una apuesta segura para mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje y la aplicación de los conocimientos en ese camino de mejora del mundo que es la educación. ◀
Referencias bibliográficas CAMPANARIO, J.M.; MOYA, A. (1999): «¿Cómo enseñar ciencias? Principales tendencias y propues-
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tas». Enseñanza de las Ciencias, núm. 17, pp. 179-192. DRIVER, R.; NEWTON, P.; OSBORNE,
Dirección de contacto
RIOSECO, M.; ROMERO, R. (1999): «La contextualización de la ense-
Yolanda Echegoyen Sanz
ñanza como elemento facilitador
Universidad de Zaragoza
J. (2000): «Establishing the norms
del aprendizaje significativo».
yolandae@unizar.es
of scientific argumentation in clas-
Revista Paideia, núm. 28, pp.
srooms». Science Education, núm.
35-63.
84, pp. 287-312.
VILCHES, A.; GIL, D.; CAÑAL, P.
HOFSTEIN, A.; LUNETTA, V.N. (2003):
(2010): «Educación para la soste-
Este artículo fue recibido en Alambique. Didáctica
«The laboratory in science educa-
nibilidad y educación ambiental».
de las
tion». Science Education, núm. 88,
Investigación en la Escuela, núm.
y aceptado en noviembre de 2015 para su
pp. 28-54.
71, pp. 5-15.
publicación
Ciencias Experimentales, en mayo de 2015
LA MALETA DE LA CIENCIA
17,20 €
60 experimentos de aire y agua y centenares de recursos para todos ENRIC RAMIRO Experimentadas antes de su publicación durante más de diez años en numerosos centros educativos, escuelas de verano y universidades, las sesenta prácticas sobre aire y agua que reúne este libro tienen el objetivo de ser divertidas pero sencillas, baratas, seguras y muy claras para cualquier persona, con independencia de sus conocimientos, se pueda aproximar de forma rigurosa al mundo de los experimentos. Dedicado especialmente a los más pequeños y, por lo tanto, ilustrado con humor y organizado didácticamente con claridad, este libro cuenta con el aval científico de destacados profesionales. C/ Hurtado, 29 08022 Barcelona
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Óptica con Peppa Pig Antonio Joaquín Franco IES Juan Ramón Jiménez. Málaga
Este artículo muestra las posibilidades didácticas de incluir un vídeo de dibujos animados de la serie Peppa Pig como recurso NTIC en una prueba de evaluación de ciencias de la naturaleza de 2.º de ESO. Concretamente, se abordan diferentes tareas de evaluación que cubren los objetivos mínimos de aprendizaje en el estudio de la reflexión de la luz.
PALABRAS CLAVE
• • • • • •
EVALUACIÓN RECURSO
NTIC
DIBUJOS ANIMADOS ÓPTICA REFLEXIÓN DE LA LUZ ESPEJOS
Es 5.ª hora. Estoy muy nervioso. Ha llegado el momento de hacer el examen de óptica. La verdad, he estudiado poco porque había cosas que no entendía. El profesor reparte el examen y da las instrucciones para realizarlo. ¡Cuántas preguntas! ¿He oído dibujos animados? La pizarra digital está encendida y suena la sintonía de Peppa Pig. Es difícil de creer… pero voy a aprobar.
Las líneas anteriores recogen los pensamientos de un alumno de 2.º de ESO que va a realizar un examen que incluye una actividad planteada desde las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (NTIC) que emplea un vídeo de dibujos animados para evaluar la reflexión de la luz. En este artículo se describe la experiencia realizada y sus resultados de aprendizaje.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La enseñanza-aprendizaje de la física suele resultar aburrida y difícil para los alumnos de secundaria. Sin embargo, puede hacerse más cercana si se plantea con dibujos animados como recursos NTIC. La investigación de Vílchez (2004) ha mostrado que el uso de dibujos animados en la enseñanza de las ciencias en secundaria constituye una herramienta eficaz para la motivación de los alumnos a la vez que produce aprendizaje. De la misma opinión es Sánchez (2010), que ha divulgado la física a través de Los Simpson, afirmando que estos dibujos pueden despertar el interés por la ciencia en los más jóvenes. Por otra parte, una de las principales características de la sociedad actual es el gran protagonismo que las NTIC han adoptado. Su repercusión es tan amplia que se ha introducido en todos los ámbitos de nuestra vida cotidiana. En el ámbito escolar el gran impacto de las NTIC demanda la necesi-
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La enseñanzaaprendizaje de la física suele resultar aburrida y difícil para los alumnos de secundaria 58
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dad de cambios en la enseñanza, pero deben entenderse como un complemento indispensable en el trabajo en el aula y no como un sustituto de la enseñanza más tradicional (Oñorbe, 2006). Aunque es cierto que en la actualidad las NTIC juegan un papel importante en la educación, y existen muchos recursos y aplicaciones educativas (Pontes, 2005), su uso está aún poco extendido en la evaluación. Si nos centramos en la prueba de conocimientos para emplear las NTIC, este recurso podría constituir la prueba completa o simplemente una actividad puntual de la misma. Un ejemplo del primer caso sería una prueba realizada en una plataforma Moodle o similar con distintas tareas interactivas, mientras que la inclusión de un vídeo o applet en ella serían ejemplos del segundo caso. De cualquier forma, la selección de una tarea NTIC debe hacerse con cautela considerando en su diseño el tipo de agrupamiento en que el alumnado accederá a la misma y el tiempo del que dispondrá.
Óptica en secundaria La óptica geométrica se aborda por primera vez en secundaria obligatoria en la asignatura de ciencias de la naturaleza de 2.º de ESO, en el tema «La luz y el sonido». No obstante, no se trata
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de un contenido completamente nuevo para el alumnado, ya que la mayoría de los estudiantes han tenido experiencias cotidianas con algunos de los instrumentos ópticos que se estudian (espejos, lentes, etc.), lo que conlleva como inconveniente la existencia de posibles errores conceptuales. En lo que concierne a la evaluación, el currículo propone como criterio «evaluar si el alumnado es capaz de utilizar sus conocimientos acerca de propiedades de la luz como la reflexión y la refracción, para explicar fenómenos naturales, aplicarlos al utilizar espejos o lentes…» (R.D. 1631/2006, p. 695).
DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA
Objetivos
El objetivo de la experiencia es conocer la potencialidad en el aprendizaje del uso de un vídeo de la serie Peppa Pig dentro de una prueba de evaluación sobre la luz en 2.º de ESO.
Muestra La experiencia se realizó como un estudio de caso con 25 estudiantes de 2.º de ESO de la asignatura de ciencias de la naturaleza del IES Juan Ramón Jiménez (Málaga).
Óptica con Peppa Pig
El capítulo «Espejos» de Peppa Pig aborda de forma sencilla la reflexión de la luz en diferentes superficies
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El recurso Por su potencialidad como herramienta educativa, el recurso NTIC
empleado fue un vídeo (Escudero y Dapía, 2014). Concretamente, la serie británica de dibujos animados Peppa Pig, que gira en torno a la cerdita Peppa, su familia y amigos, se muestra como una buena alternativa para aprender ciencias. Por un lado, a pesar de estar dirigida a preescolares, por que presenta diferentes actividades y situaciones de la naturaleza y de la vida cotidiana que hacen referencia a aspectos científicos, pero sin entrar
Argumento
en explicaciones; y por otro lado, por la escasa duración de cada episodio: 4 minutos y 30 segundos. Se utilizó el capítulo 40 de la cuarta temporada titulado «Espejos», que aborda de forma simple la reflexión de la luz en diferentes superficies. Su visionado se hizo en la pizarra digital de forma grupal al inicio de la prueba. El cuadro 1 resume el argumento del capítulo relacionándolo con los contenidos.
Contenido de ciencias
Mamá Pig está colgando un espejo en el cuarto de baño. George mira y cree que hay otro cerdito en el cuarto de aseo.
Reflexión en espejos planos.
Peppa propone a George buscar más cosas que sean brillantes. Papá Pig les da unas cucharas para que se vean en ellas. Al mirarse se ven normal, pero al darle la vuelta se ven al revés.
Superficies cóncavas y convexas. Reflexión en espejos curvos.
Luego encuentran un charco en el jardín, tan brillante que ven sus caras y el cielo.
Características de imágenes formadas por espejos planos.
Pedro Pony propone ir a ver unos espejos deformantes en la feria. Entran en una caseta donde hay grandes espejos que les cambia la forma. A Papá Pig uno de los espejos le parece normal al verse más delgado.
Imágenes deformadas.
Al salir Papá Pig ve a Mamá Rabbit doble, como si estuviera reflejada en un espejo, pero sin haber espejo. Cree que es magia, cuando realmente es su hermana gemela.
Si hubiera espejo, sería reflexión en espejo plano.
Imagen basada en el capítulo
Cuadro 1. Argumento del episodio «Espejos» y su relación con los contenidos
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Tareas de evaluación sobre el episodio A continuación se indican las tareas incluidas en la prueba de evaluación sobre este episodio y algunas orientaciones para el profesorado.
Tarea 1 George se mira en el espejo y cree que hay otro cerdito en el baño: ¿Qué tipo de espejo es?,¿Qué le ocurre a los rayos de luz al llegar al espejo? y ¿Qué ley de la física se cumple? Esta primera tarea intenta que el alumno identifique un espejo plano e indique que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al mismo siguiendo las leyes de la reflexión, según la cual los espejos reflejan la luz que les llega con el mismo ángulo con el que choca contra él.
Tarea 2 ¿Por qué cuando Peppa y George se miran en la cuchara por la parte exterior se ven normal, y si le dan la vuelta se ven al revés? Esta tarea evalúa si el alumno Objeto Características de la imagen conoce los espejos curvos y sus tipos (cóncavo y convexo), así Entre el infinito y el centro de la curvatura. Real, menor tamaño, invertida. como sus propiedades ópticas. De En el centro de la curvatura. Real, igual tamaño, invertida. manera que cuando Peppa mira su imagen en la parte exterior de la Entre el centro de curvatura y el foco. Real, mayor tamaño, invertida. cuchara lo hace en un espejo convexo, que siempre produce imágeEntre el foco y el centro del espejo. Virtual, mayor tamaño, derecha. nes derechas, virtuales y de menor tamaño sin importar la distancia a Cuadro 2. Características del objeto y de la imagen formada en un espejo cóncavo la que se encuentre el objeto. Sin embargo, cuando le da la vuelta para mirarlo por la parte interior, está utilizando un espejo cóncavo que, en función de la distancia del objeto al espejo, puede producir imágenes invertidas o derechas. Como Peppa y George se ven en todo momento invertidos, significa que se encuentran a una distancia mayor al foco del espejo, ya que de no ser así verían su imagen derecha. Otro indicador a evaluar de forma positiva en esta tarea es que el alumno intente dar una explicación dibujando un diagrama de rayos en un espejo cóncavo o convexo.
Tarea 3 Cuando Peppa y sus amigos se miran en el charco, éste actúa como un espejo:¿Qué distancia hay entre Peppa y su imagen en el charco?, ¿Es una imagen real o virtual?, ¿Es derecha o invertida? y ¿Es mayor, menor o de igual tamaño que Peppa?
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Óptica con Peppa Pig
Esta tarea pretende comprobar, por una parte, si el estudiante reconoce que una superficie muy lisa, como es el agua de un charco, puede actuar como un espejo plano; y por otra parte, si conoce las características de la imagen formada por este tipo de espejos. El alumno debe indicar que la imagen de Peppa es simétrica porque tanto el objeto como la imagen se encuentran a la misma distancia del espejo plano (el charco); es virtual porque se ve como si estuviera dentro del espejo: no puede recogerse sobre una pantalla, pero sí puede ser vista por nuestro ojo cuando miramos al espejo; es del mismo tamaño que el objeto, y derecha porque conserva la misma posición que el objeto.
Tarea 4 Al salir de la feria Papá Pig ve a Mamá Rabbit doble, como si estuviera reflejada en un espejo pero sin haber espejo y cree que es magia, cuando realmente se trata de Mamá Rabbit junto a su hermana gemela. Si realmente la imagen de Mamá Rabbit que ve Papá Pig la hubiese producido un espejo: ¿En qué tipo de espejo se estaría mirando Mamá Rabbit?, ¿Cuáles son las características de la imagen formada? Dibuja el diagrama de rayos mostrando cómo se formaría la imagen de Mamá Rabbit (para ello utiliza la cuadrícula de la siguiente imagen, elige un punto cualquiera del objeto y calcula el punto simétrico) y, por último, ¿qué diferencia encuentras entre la imagen que has formado y la de la imagen anterior que muestra la serie? El objetivo de esta tarea es que el estudiante identifique a partir de un objeto y su imagen el tipo de espejo que la produce –en este caso plano– indicando las características de la imagen formada (mismo tamaño, virtual y derecha). Asimismo, se pretende que construya un diagrama de rayos en el que a partir de un punto P del objeto (por ejemplo la nariz del bebé) obtenga el punto simétrico P’, que puede ser mostrado con un esquema de rayos simple como el de la siguiente imagen. Finalmente, el alumno debe descubrir que, si realmente hubiese un espejo, la serie comete un error en la formación de la imagen especular, al presentar la ropa del bebé de diferente color en el objeto y en la imagen.
Imagen basada en el capítulo de Mamá Rabbit y su hermana gemela
Material de la tarea 4 para el estudiante
Diagrama de rayos para un punto P en un espejo plano
Tarea 5 A Papá Pig no le llama la atención su silueta más delgada que refleja el espejo de feria. ¿Cómo crees que se producen este tipo de imágenes deformadas? Esta tarea, de mayor dificultad, pretende que el estudiante sea capaz de descubrir que una combinación adecuada de espejos cóncavos y convexos es capaz de producir una imagen deformada de la persona que en él se mira. Así, estos espejos son muy habituales en las ferias ya que forman imágenes alargadas de las personas de manera que parecen mucho más altas y delgadas de lo que son.
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EVALUACIÓN
Con la intención de evaluar los resultados de aprendizaje con el recurso utilizado, se incluyeron en el examen otras tareas sobre la reflexión con enunciados más tradicionales. En el cuadro 2 se comparan los porcentajes de alumnos que resolvieron adecuadamente las tareas convencionales y las relativas al recurso NTIC. En su corrección, se han categorizado atendiendo a cuatro aspectos importantes de la reflexión (identificación del fenómeno de la reflexión en ejemplos; diferencia entre espejo plano y curvo; conocimiento de las características de un espejo plano y curvo; y elaboración del diagrama de rayos de un objeto frente a un espejo plano). Como se observa en el cuadro 2, los estudiantes son capaces de identificar los aspectos básicos de la reflexión y resuelven la tarea
El uso de recursos NTIC de tipo visual puede constituir una buena herramienta para la evaluación
estudiados y produciendo en ellos motivación e interés por el tema. Creemos importante que antes de emplear este tipo de recursos en la evaluación se trabaje previamente en el desarrollo de la unidad, por ejemplo como actividades de aplicación de contenidos.
de una forma más favorable cuando se plantea con el recurso NTIC. Este dato pone de manifiesto que el uso de recursos NTIC de tipo visual puede constituir una buena herramienta para la evaluación.
Otro aspecto a considerar es el diseño de la tarea NTIC para que en un tiempo limitado se puedan alcanzar los objetivos de aprendizaje previstos. Debemos tener en cuenta que este recurso consume doble tiempo (el de visionado y el de respuesta del alumno), y que tan sólo se trata de una actividad más dentro de la prueba, del mismo peso en la calificación, por lo que el estudiante debería resolverla en un tiempo no superior al resto de tareas.
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IMPLICACIONES DIDÁCTICAS
La experiencia ha mostrado cómo el uso de tareas de evaluación NTIC con dibujos animados contribuye a acercar la ciencia de una forma más amena a los estudiantes, mostrándoles aplicaciones cotidianas de los contenidos
Cuadro 2. Porcentaje de estudiantes que resuelven adecuadamente las tareas sobre la reflexión incluidas en el examen
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La posibilidad de acceder a la serie también en versión original (véanse referencias web) permite presentar al alumnado el contenido y las tareas propuestas en inglés. Se convierte de esta forma en un material útil para grupos bilingües al utilizar un inglés británico fácil de entender por los estudiantes de secundaria, debido a las construcciones sencillas que utiliza para el público al que está dirigido. Finalmente, creemos que esta metodología es aplicable a otros contextos de aprendizaje, por lo
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que animamos a otros profesores a emplearla en su práctica docente. ◀
Referencias bibliográficas ESCUDERO, R.; DAPÍA, M.D. (2014): «Ciencia más allá del aula». Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, núm. 11(2), pp. 245-253. OÑORBE, A. (2006): Presentación de la
tífica. Primera parte: funciones y
• Peppa Pig. Episodio «Mirrors» (en
recursos». Revista Eureka sobre
versión original):
Enseñanza y Divulgación de las
http://bit.ly/1ZRCOkb
Ciencias, núm. 2(1), pp. 2-18. SÁNCHEZ, C.H. (2010): Todo lo que sé
Dirección de contacto
de ciencia lo aprendí mirando Los
Antonio Joaquín Franco Mariscal
Simpson. Buenos Aires.
IES Juan Ramón Jiménez. Málaga
VÍLCHEZ, J.M. (2004): Física y dibujos
antoniojoaquin.franco@uma.es
animados. Una estrategia de alfabetización científica y televisiva en
monografía «Internet en la ense-
la educación secundaria. Tesis doc-
ñanza de las ciencias». Alambique.
toral. Universidad de Granada.
Didáctica de las Ciencias Experimentales, núm. 50, pp. 5-7. PONTES, A. (2005): «Aplicaciones
Bibliografía web
Este artículo fue recibido en Alambique. Didáctica
[Consulta: noviembre 2015]
de las
de las nuevas tecnologías de la
• Peppa Pig. Episodio «Espejos»:
y aceptado en noviembre de 2015 para su
información en la educación cien-
http://bit.ly/1nDhZwh
publicación.
Normas para la publicación de artículos 1. Los artículos pueden narrar cuatro tipos de experiencias de aula de educación reglada: • De la didáctica específica. • De trabajo interdisciplinar. • De trabajo integrado de contenidos de área y lenguas extranjeras (AICLE). • De metodología general: relaciones interactivas, dinámica de grupos, organización de contenidos (proyectos globalizados), uso del tiempo y del espacio, etc. 1. Los artículos deben ser inéditos. Su extensión total será de 13.000 caracteres, incluidos los espacios (tablas y gráficos también incluidos), y deberán aportar: un resumen de 450 caracteres (incluidos los espacios), de 3 a 5 palabras clave y 2 o 3 fotografías ilustrativas (600 DPI de resolución). 2. Los artículos se centrarán en casos concretos de aula que deberán abarcar, a título orientativo, los siguientes aspectos: definición del problema, alternativas consideradas, decisiones y acciones que se tomaron, y resultados obtenidos.
Ciencias Experimentales, en junio de 2015
3. Se deberá señalar, en cada página, una frase significativa que refuerce el discurso del texto (utilizar la herramienta de texto resaltado). 4. En la primera página, se harán constar los datos siguientes: nombre y apellidos, DNI, referencia profesional, dirección particular y profesional, teléfono de contacto, correo electrónico y líneas prioritarias de trabajo. 5. Se recomienda reseñar enlaces web relacionados con la experiencia, así como adjuntar vídeos, si los hubiere. 7. El autor autoriza a Editorial Graó a reproducir el artículo, total o parcialmente, en su página web y redes sociales de su propiedad. 8. ENVIAR LAS COLABORACIONES A: editorial@grao.com (revista Alambique). Para una información más detallada de las normas de publicación de cada una de las secciones, consultar alambique.grao.com También se pueden enviar colaboraciones para las secciones breves de «Ideas prácticas»: «Experiencias», «En contexto» y «Recursos para el aula». Descargar las normas de publicación en www.grao.com/newsletter/Ideas practicas alambique.pdf
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Análisis básico de azúcares en alimentos: una reacción de Fehling recreativa* José Pedro López Pérez Universidad de Murcia
PALABRAS CLAVE
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REACCIÓN DE
FEHLING
REFRESCOS AZUCARADOS EDUCACIÓN SECUNDARIA CIENCIA RECREATIVA
Raquel Boronat IES Antonio Menárguez Costa. Murcia
La experiencia presentada en este artículo, dirigida al alumnado de bachillerato y cursos finales de la ESO, pretende determinar de un modo recreativo la cantidad de azúcares reductores que contienen algunas bebidas carbonatadas de consumo diario entre ellos a partir de la aplicación de la reacción de Fehling, así como aportarles una perspectiva nutricional sobre su abuso y repercusión en la salud a corto y medio plazo.
INTRODUCCIÓN, JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO Y DEFINICIÓN DEL PROBLEMA OBJETO DE ESTUDIO
En bachillerato, el estudio de la bioquímica de los principios inmediatos o biomoléculas, en particular de los glúcidos, conlleva la didáctica e investigación de algunas de sus características fisicoquímicas fundamentales. Una de las más importantes y fundamentadas en estos cursos es la reacción de Fehling. Utilizada como herramienta básica en el reconocimiento de algunos azúca-
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res, basa su mecanismo de actuación en la reducción del cobre por parte de moléculas reductoras.
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En medio alcalino, el sulfato de cobre se activa pasando a formar hidróxido de cobre II (color azul).
Análisis básico de azúcares en alimentos: una reacción de Fehling recreativa
Tras calentar la muestra en presencia de algún compuesto con característica reductora (donadora de electrones), tal como es el caso de la glucosa, se forma un precipitado de color rojizo en el tubo de ensayo de óxido de cobre (I). El cobre, por lo tanto, ha cambiado su estado de oxidación en la reacción de Cu+2 a Cu+1 (reducción). La glucosa, por el contrario, pasa su grupo aldehído (-CHO, estado de oxidación +1) a grupo ácido (-COOH, estado de oxidación +3), oxidándose (imagen 1). En el laboratorio de educación secundaria la reacción de Fehling
es un recurso muy socorrido por el docente para demostrar el valor reductor de algunos azúcares (García y otros, 2005). Entre los principales glúcidos de estudio destacan la glucosa, la fructosa, la lactosa, la sacarosa y la maltosa. No obstante, al finalizar la práctica, el alumno percibe que este tipo de reacciones bioquímicas tienen una utilidad muy concreta, necesitando de reactivos muy costosos y azúcares con elevada pureza. El discente no ve más allá y no entiende que se trata de una reacción de identificación de glúcidos reductores en cualquier tipo de muestra biológica y alimento.
La práctica demuestra la utilidad de la reacción de Fehling para poner de manifiesto la presencia de azúcares en refrescos
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Por ello, el objetivo principal de esta práctica es demostrar la utilidad de la reacción de Fehling para poner de manifiesto la presencia de azúcares en refrescos muy conocidos por el alumnado, profundizando en la bioquímica de la misma e incluso introducir los ínfimos valores dietéticos de este tipo de bebidas.
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD: METODOLOGÍA
Imagen 1. Esquema de la reacción de Fehling sobre glucosa. Didácticamente se divide en dos subreacciones: (1) activación del cobre (II) en medio básico y (2) reducción del cobre (II) a cobre (I) mediante la adición de glucosa. La oxidación suave de una aldosa da como resultado la conversión del grupo aldehído en una función de ácido carboxílico, formalizando con ello un ácido aldónico, como es el caso del ácido glucónico. (1) Carbono anomérico
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La reacción de Fehling se lleva a cabo mediante el uso de dos reactivos, comúnmente llamados Fehling A (sulfato de cobre) y Fehling B (hidróxido de sodio y tartrato doble de sodio y potásicosal de Seignette). Si bien estos reactivos suelen ser caros si son dispensados por un vendedor competente, desde el punto de vista de la ciencia recreativa se puede suplir su compra mediante la adquisición de los ingredientes en un área comercial. El reactivo
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Fehling A se va a confeccionar a partir del sulfato de cobre que contiene un antialgas en grano y el Fehling B a partir de sosa cáustica en perlas. En un frasco de vidrio se introducirán 7 gramos de sulfato de cobre y 100 ml de agua del grifo. Tras una agitación vigorosa, dispondremos de nuestro primer reactivo. En otro frasco adicionaremos 12 gramos de sosa cáustica y 100 ml de agua del grifo. En este punto de la experiencia, sería preciso indicar al alumnado que mantenga una precaución máxima, ya que el vertido de estos reactivos sobre la piel puede ser muy agresivo. En una gradilla el alumno dispondrá tres tubos de ensayo rotulados. En el primero se adicionará 5 ml de una disolución 1% de glucosa en agua (1 gramo de glucosa en 100 ml de agua del grifo). En el segundo, 5 ml de un refresco azucarado y en el tercero 5 ml de un refresco portador de edulcorantes. A continuación, se dispondrá 1 ml de Fehling A y 1 ml de Fehling B (modificados en esta experiencia) en los tres tubos, indicando el alumno en su cuaderno de trabajo los cambios de color que se aprecian en la experiencia. Finalmente, calentaremos los tubos de ensayo en un baño maría (o directamente
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flameando el tubo por la base) durante algunos minutos.
TEMPORALIZACIÓN
Esta experiencia va dirigida a alumnos de 2.º curso de bachillerato, si bien también puede implementarse con alumnos de 4.º curso de educación secundaria, como herramienta de potenciación del programa de «Educación para la salud en la escuela». Su impartición es muy adecuada al finalizar el bloque 1 «La base molecular y fisicoquímica de la vida», realizándose en una única sesión. Es obligatorio, por parte del docente, un sucinto recordatorio de los conceptos básicos de bioquímica de los azúcares, así como el desarrollo del montaje de toda la experiencia y de los objetivos que se pretenden con la misma. Al final de la sesión, se discutirán y evaluarán los resultados obtenidos con el modelo teórico propuesto en la imagen 1.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En primer lugar, cuando el alumno vierte los reactivos de Fehling A y B sobre las muestras de análisis, es preciso indicar la aparición de un cambio de coloración (azul prúsico) como consecuencia de la activación del cobre en medio básico mediante la formación de hidróxido de cobre (imagen 1: 1.ª reacción).
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Tras calentar durante algunos minutos los tubos de ensayo en un baño maría, se destaca la formación en dos de ellos de un precipitado rojizo de óxido de cobre (véase la imagen que encabeza el artículo). La formación de éste se debe a la presencia de algún compuesto reductor en la muestra de refresco (tal es el caso de la glucosa, tomada en esta experiencia como control positivo de la misma), con capacidad de reaccionar químicamente con el cobre virando su estado de oxidación (Cu+2 → Cu+1). La glucosa se define bioquímicamente como una aldohexosa. En su estructura química hace acto de presencia un grupo aldehído o carbonilo (-CHO). Este grupo es el mediador de positividad en la reacción de Fehling por su capacidad de reducir compuestos oxidantes, pasando a un estado más oxidado, grupo ácido (-COOH). La glucosa en disolución se puede encontrar en una conformación abierta o cerrada, como consecuencia de la reacción entre el carbono 1, portador del grupo aldehído, y el último carbono asimétrico de la hexosa, formando un enlace hemiacetálico (imagen 1). Por lo tanto, todo azúcar que disponga de este carbono 1 libre (carbono anomérico), con capacidad para linealizar la molécula y dejar el grupo carbonilo con capa-
Análisis básico de azúcares en alimentos: una reacción de Fehling recreativa
El docente responsable de la actividad deberá recordar a sus alumnos los conceptos básicos de la bioquímica de los azúcares
carbonilo?, o si la lactosa (disacárido formado por la unión de la galactosa y glucosa, mediante la formación de un enlace entre el carbono 1 del primer monosacárido y el carbono 4 del segundo) será un azúcar reductor o no, razonando las respuestas.
cidad para reaccionar, dará positiva la reacción para el Fehling (Voet y Voet, 1992). No obstante, en algunos azúcares no reductores, por ejemplo la fructosa (cetohexosa) en un medio fuertemente alcalino como el que dispone la reacción descrita en esta experiencia, el grupo cetona de esta molécula puede enolizarse y dar paso a un grupo aldehído, dando lugar a falsos positivos de la reacción.
ALGUNOS OTROS ASPECTOS DIDÁCTICOS A TENER PRESENTE EN ESTE TRABAJO
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Cuando en la muestra no se presenta ningún azúcar reductor aparece un precipitado oscuro en el tubo de ensayo (imagen 2). En la bebida light empleada en esta experiencia destaca la presencia de edulcorantes no reductores del cobre. Al finalizar el experimento, el docente responsable de la actividad deberá recordar a sus alumnos los conceptos básicos de la bioquímica de los azúcares y formular preguntas del tipo: ¿por qué cambia el color del sulfato de cobre en presencia de grupos
Tras la observación y comentario de los resultados obtenidos es preciso indicar, por parte del docente, la composición que presentan los refrescos analizados. Por lo que respecta al refresco azucarado analizado en esta práctica, el fabricante destaca la siguiente composición: agua carbonatada, azúcar, colorante E-150d, acidulante E-338 y aromas naturales (incluyendo la cafeína). Sería aconsejable aquí revisar los aditivos alimentarios para comprobar la especificación química de los mismos (en este sentido, puede consultarse www. histolii.ugr.es/euroe/numerose.pdf).
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Es preciso indicar, por parte del docente, la composición que presentan los refrescos analizados Alambique
El aditivo E-150d corresponde a «caramelo de sulfito de amonio» y el acidulante E-338 es «ácido fosfórico». En relación con los ingredientes del refresco edulcorado, el fabricante nos especifica: agua carbonatada, colorante E-150d, edulcorante E-952 (ácido ciclámico y sus sales de sodio y calcio), E-950 (acesulfamo potásico) y E-951 (aspartamo), acidulante E-338 y E-330 (ácido cítrico) y aromas (incluyendo la cafeína). Es conveniente indicar en este momento de la práctica que si bien los aditivos alimentarios están controlados por una estricta reglamentación en cuanto a su concentración permitida en los alimentos (DOCE, 2008), aquéllos no dejan de ser compuestos que deberían reducirse en la dieta a falta de estudios que confirmen la total ausencia de riesgo para la salud. No obstante, no debe olvidarse que muchos países fuera del entorno de la Unión Europea introducen ciertos grupos de estos aditivos de modo ilegal, con el correspondiente perjuicio para sus consumidores. Otro comentario que debe profundizarse con este estudio es la ingesta masiva en la dieta de los alumnos de bebidas azucaradas. En el caso de la que se ha trabajado en esta experiencia, el fabricante nos especifica la cantidad de 10,60% de azúcares. Es decir, si atendemos a una dieta diaria de
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INTERCAMBIO
2.000 kcal, la cantidad de energía que nos suministra un refresco de este tipo es de un 39% del total. Las indicaciones que podemos obtener de especialistas en nutrición y dietética humana desestiman el consumo de este tipo de bebidas, ya que potencian la reducción del apetito y la obesidad en el alumnado (consecuencia de un aumento indiscriminado de las calorías ingeridas), así como la reducción en la ingesta de nutrientes esenciales para el correcto desarrollo del individuo (Grande, 1988; Dapcich y otros, 2004).
Una experiencia metafórica y complementaria para explicar este hecho sería introducir dos latas de bebidas refrescantes aromatizadas (una azucarada y otra edulcorada) en un recipiente ocupado por un importante volumen de agua. La bebida edulcorada, menos densa, permanecerá en suspensión. Por el contrario, la azucarada, más densa, se depositará en el fondo (imagen 2). Este hecho ilustrativo, como resultado de la gran cantidad de azúcares presentes en la bebida azucarada, marcará la atención del alumnado y una mayor comprensión de los contenidos transversales especificados en la experiencia. ◀
«Reglamento (CE) Nº 1333/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2008 sobre aditivos alimentarios». Diario Oficial de las Comunidades Europeas (31 diciembre 2008), L354/16 [en línea]. <www.boe.es/ doue/2008/354/L00016-00033. pdf>. [Consulta: noviembre 2015] GARCÍA, M. y otros (2005): Biología (2.º de bachillerato). Valencia. Ecir. GRANDE, F. (1988): Nutrición y salud. Madrid. Temas de hoy. VOET, D.; VOET, J. (1992): «Azúcares y polisacáridos», en: Bioquímica. Barcelona. Omega, pp. 263-292.
Direcciones de contacto José Pedro López Pérez Universidad de Murcia
Nota
josepedro.lopez@murciaeduca.es
* Agradecimientos: Los autores quie-
Refresco edulcorado
ren expresar su más sincero agra-
Raquel Boronat Gil
decimiento a todos los alumnos de
IES Antonio Menárguez Costa.Murcia
4.º de ESO del curso 2012-2013
raquel.boronat@murciaeduca.es
del IES Ricardo Ortega, de Fuente Álamo (Murcia), por el laborioso trabajo y las imágenes presentadas en esta actividad.
Refresco azucarado
Referencias bibliográficas DAPCICH, V. y otros (2004): Guía de la alimentación saludable. Madrid. Sociedad Española
Imagen 2. Comprobación de la densidad de un refresco edulcorado frente a otro azucarado. Nota: el refresco azucarado parece estar encajado en el contenedor, pero es resultado del efecto óptico (similar a una lupa) que somete el vidrio y el agua del recipiente
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Alambique
de Nutrición Comunitaria. Disponible en: <www.aesan.msc. es/AESAN/docs/docs/publicacio-
Este artículo fue recibido en Alambique. Didáctica
nes_estudios/nutricion/guia_ali-
de las
mentacion.pdf>. [Consulta:
y aceptado en noviembre de 2015 para su
noviembre 2015]
publicación.
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Ciencias Experimentales, en junio de 2015
IDEAS PRÁCTICAS
EXPERIENCIAS INFORMACIONES
Un modelo para el comportamiento del manto terrestre Los materiales del manto terrestre ofrecen diversos comportamientos (desde la respuesta propia de un sólido elástico hasta otra dúctil que le permite fluir). Entenderlo resulta tan alejado del conocimiento intuitivo como esencial para formarse una idea básica de la tectónica de placas. Presentamos aquí una sencilla experiencia de aula que ayuda a los estudiantes a construir un modelo científico escolar del comportamiento de esos materiales. Finalidad de la actividad: Proporcionar un modelo analógico del comportamiento de los materiales del manto terrestre. Destinatarios: Estudiantes de 14-18 años (3.º, 4.º de ESO y bachillerato). Duración: 30 minutos. Recursos materiales necesarios: Pasta de silicona, que puede encontrarse en jugueterías bajo diversos nombres (pasta mágica, silicone putty, science putty…). AA.VV. (1990) indican un modo casero de hacer esta pasta (lo hemos intentado con éxito desigual). Muestras de pasta de silicona que pueden hallarse en jugueterías
Contenidos • • • •
Comportamientos elástico, dúctil y frágil. Corrientes de convección en el manto y tectónica de placas. Formular hipótesis y contrastarlas. Argumentar basándose en pruebas.
Planteamiento del problema ¿Es sólido el manto terrestre, como solemos afirmar? Y si es así, ¿cómo es posible que se produzcan corrientes de convección en él? Tener unas nociones acerca del funcionamiento del planeta, o entender la dinámica de la tectónica de placas, exige disponer de una idea básica del manto terrestre, cómo se comporta y cómo puede ser sólido y estar sometido a corrientes de convección. Los estudiantes de secundaria, como muchos adultos, suelen pensar que el interior terrestre está fundido. La existencia de volcanes refuerza esta persistente idea. Para intentar desmontarla, solemos presentarles gráficas de la propagación de las ondas sísmicas que muestran que las ondas S se transmiten por el manto terrestre. Como este tipo de ondas no se propaga por los fluidos, concluimos que el manto es sólido. Ya, pero si es así, ¿cómo es posible que fluya? Para justificarlo recurrimos a las elevadas presiones y temperaturas que reinan a esa profundidad. Esas presiones y temperaturas son necesarias para que las rocas puedan fluir, pero sigue pendiente la explicación de su comportamiento dual. La cuestión, como hemos podido comprobar todos los profesores y profesoras de biología y geología, dista de resultar fácil para los estudiantes.
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IDEAS PRÁCTICAS INFORMACIONES
EXPERIENCIAS
De una parte porque al presentar características como la elasticidad, la ductilidad o la fragilidad las referimos a unos materiales que las poseen. Así, decimos que una pelota de tenis es elástica, un trozo de arcilla es dúctil y un vidrio es frágil y, en el mejor de los casos, hablamos de condiciones, como la humedad o la temperatura, que modifican esas características. Así, si la arcilla está seca no será dúctil sino, más bien, frágil o, si el vidrio está caliente puede ser dúctil. Pero ¿puede un material tener comportamientos diversos sin modificar las condiciones físico-químicas en que se halla?, ¿puede comportarse como un sólido elástico y como un fluido de viscosidad muy alta? Y, de otra, porque carecen de una imagen/experiencia personal que les sirva de referencia y les permita integrar en un mismo material, y en unas mismas condiciones, diversos comportamientos en función del tiempo considerado. La experiencia que sigue muestra un material que, como el del manto terrestre, se comporta como sólido elástico ante esfuerzos de corta duración (como las ondas sísmicas), pero fluye ante esfuerzos de larga duración proporcionando un buen modelo analógico (Fernández y otros, 2013). La fuente original la hemos encontrado en Project Earth Science (AA.VV., 1990); la Earth Science Teachers’ Association (ESTA) la ha desarrollado dentro del proyecto Earth Learning Idea (www.earthlearningidea.com/index.html), y nuestra experiencia de aula nos ha ayudado a adaptarla recogiendo los enfoques que resultaron más fructíferos.
Desarrollo de la actividad Mostramos la pasta de silicona a nuestros alumnos y preguntamos: «¿Diríais que su comportamiento será elástico, dúctil (plástico) o frágil?, ¿cómo podemos comprobarlo?». El diseño de la búsqueda de pruebas es una buena ocasión para dar significado a la definición de elasticidad, fragilidad y ductilidad, propiedades que muestran comportamientos de los materiales ante un esfuerzo exterior. El resultado obtenido no parece dejar dudas: si la deformamos no recupera su forma original, por tanto no es elástico su comportamiento; si la comprimimos o la estiramos no se fractura con facilidad (no es frágil) y podemos modelarla, de manera que concluiremos que su comportamiento es, fundamentalmente, dúctil. Comportamiento dúctil de la pasta de silicona
Seguidamente proponemos dos experiencias complementarias para confirmar el modelo construido sobre este material: dúctil, no elástico ni frágil: 1. Amasamos la pasta de silicona y, tras unos minutos, adquiere cierta consistencia. Hacemos una bola con ella y antes de lanzarla contra el suelo pediremos a los estudiantes que predigan su comportamiento y lo justifiquen utilizando el modelo: ¿qué ocurrirá con la bola?, ¿rebotará como una pelota de tenis, se aplastará contra el suelo o se romperá en pedazos? Conviene que cada estudiante anote en su cuaderno su hipótesis y lo argumente. Tras ello, lanzamos la bola y comprobamos que rebota como una pelota de tenis. Es más, observamos con detalle la bola y no detectamos que se haya deformado. ¿Qué conclusiones obtenéis del resultado de esta experiencia?, ¿cuáles son, entonces, las características de este material?
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IDEAS PRÁCTICAS
EXPERIENCIAS INFORMACIONES
2. Ahora dejamos la bola sobre la mesa, sin tocarla y les pedimos que predigan lo que ocurrirá con ella y lo justifiquen usando el modelo. Observarán que, pasados unos minutos (entre 10 y 30, dependiendo del estado de la pasta), la bola no sólo se ha aplanado sino que, si la hemos dejado cerca del borde de la mesa, lentamente fluirá y caerá al suelo. ¡Ha bastado la gravedad para hacer fluir la pasta de silicona! ¿Qué conclusiones obtenéis del resultado de esta experiencia? ¿Cómo podéis explicar las conclusiones, aparentemente contradictorias, que hemos obtenido sobre el comportamiento de la pasta?, ¿la humedad o la temperatura de la pasta es diferente en cada caso?, ¿qué ha cambiado?
La pasta de silicona fluye si se deja pasar suficiente tiempo
Conclusiones En el primer caso, hemos comprobado la respuesta elástica de este material ante un esfuerzo de muy corta duración (el impacto contra el suelo), algo parecido a lo que le ocurre a los materiales del manto con la llegada de las ondas sísmicas. Y en el segundo hemos comprobado que ese mismo material responde de manera muy diferente ante un esfuerzo continuado (la gravedad) siendo capaz de fluir. La velocidad a la que fluyen los materiales del manto es de apenas unos centímetros al año (entre 1 y 10 cm) pero esa velocidad es suficiente para que se fragmenten los continentes y se formen los océanos. Sin esta capacidad de fluir que muestran los materiales del manto todo sería distinto en nuestro planeta. ◀
Referencias bibliográficas AA.VV (1990): «A Solid or a Liquid – What is the Mantle (Asthenosphere) Like». Project Earth Science [en línea]. Nueva York. IRIS Corporate Headquarters Travel Information. <http://bit.ly/1LAQjSq>. [Consulta: junio 2015]. FERNÁNDEZ, C.; ALONSO-CHAVES, F.; ANGUITA, F. (2013): «Astenosfera: ser o no ser». Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, núm. 1(21), pp. 2-15.
Emilio Pedrinaci Rodríguez pedrinaci@telefonica.net
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EXPERIENCIAS
Corrientes inducidas Presentamos una serie de experiencias sencillas para el aula que permiten a los estudiantes observar directamente fenómenos de inducción magnética, al tiempo que les hacen reflexionar y emplear sus conocimientos relativos a las corrientes inducidas para explicar cómo una variación del campo magnético induce corriente sobre varillas de determinados materiales conductores. Finalidad de la actividad: Mostrar que cuando un imán se mueve en la proximidad de un material conductor aparecen en éste unas corrientes denominadas «corrientes de Foucault», las cuales generan una fuerza que se opone al movimiento del imán. Lo mismo sucederá si es el material conductor el que se mueve, permaneciendo estático el imán. Destinatarios: Estudiantes de bachillerato. Duración: 50 minutos. Recursos y materiales necesarios: Imanes de neodimio en forma de disco y en forma de anillo. Anillo de madera. Varillas de plástico, cobre, aluminio y latón. Anillos de aluminio cerrados y abiertos. Dos bases de madera.
Contenidos • Fuerza magnética. Ley de Faraday. Ley de Lenz. • Corrientes inducidas. • Observación y obtención de conclusiones, activando el bagaje de conocimientos sobre el tema.
Desarrollo de la actividad El trabajo práctico y experimental en el que el alumnado de ciencias tome parte activa permite que el aprendizaje resulte más fácil, efectivo y gratificante para todos. De esta forma conseguiremos que la formulación de hipótesis y su confrontación con los datos de la observación se vean como un proceso natural en la práctica científica, aspecto de suma importancia en la competencia científica. Por ello, presentamos dos problemas, cada uno con dos cuestiones que deben ser respondidas tras llevar a cabo dos experiencias que requerirán que el alumnado aplique sus conocimientos científicos.
Planteamiento del problema 1 1. ¿Qué ocurriría si intentáramos encestar un anillo de aluminio al dejarlo caer libremente sobre un bloque de imanes de neodimio? 2. ¿Sucedería lo mismo si el anillo tuviera un corte vertical?
1.ª experiencia: encestando un anillo de aluminio en una columna de imanes de neodimio (www.youtu.be/Gtq67FlTRbA) 1. Colocamos una columna de imanes de neodimio (imagen 1) y procedemos a soltar desde cierta altura un anillo de aluminio.
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EXPERIENCIAS INFORMACIONES
Si el anillo tiene un corte vertical (anillo abierto), observamos que no encontramos ninguna dificultad para encestarlo y, si lo pasamos con la mano, notamos que no hay ningún tipo de resistencia (imagen 3). Se puede observar que al dejar caer el anillo sobre el bloque de imanes desde cualquier altura es imposible encestar; por más que nos aproximemos a la columna, el anillo siempre se desviará, de manera que no nos será posible hacer que éste caiga dejando pasar los imanes por su interior (imagen 2). 2. Si intentamos pasar el anillo con la mano, notamos que aparece una fuerza que se opone a que lo introduzcamos. También notamos que esa fuerza es mayor cuanto más rápidamente intentemos pasar el anillo.
Imagen 1. Columna de imanes
Imagen 2. Anillo en un costado de los imanes
Imagen 3. Anillo con corte encestado en la columna de imanes
Conclusión 1 En esta experiencia comprobamos que hay una fuerza que se opone a que entre el anillo sin cortes en la columna de imanes. Cuando el anillo cae, se produce un aumento de flujo magnético a través del anillo y eso genera corrientes inducidas en su seno (ley de Faraday), las cuales generan un campo magnético que se opone a ese aumento de flujo (ley de Lenz). El resultado es que los respectivos campos magnéticos, el del imán y el creado por las corrientes inducidas en el anillo, generan un par de fuerzas que hacen que el anillo gire y caiga de costado. Si el anillo está abierto, es decir, si no está cerrado el circuito, no se produce corriente inducida en él, lo que hace que lo podamos encestar.
Planteamiento del problema 2 1. ¿Qué sucedería si hiciéramos que se deslizaran un anillo no ferromagnético (de madera o de aluminio) y uno ferromagnético (un imán) a través de una varilla de cobre? 2. ¿Qué ocurriría si dejáramos deslizarse al mismo tiempo imanes idénticos a través de varillas de diferentes materiales no ferromagnéticos con diferente conductividad (plástico, cobre, aluminio y latón)?
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IDEAS PRÁCTICAS INFORMACIONES
EXPERIENCIAS
2.ª experiencia: caídas de imanes por varillas de diferente conductividad (www.youtu.be/ARt-o1tpHdk) 1. Dejamos caer un imán de neodimio en forma de anillo a través de una varilla de plástico de PVC. Se observa que el imán cae prácticamente en caída libre. Después repetimos la experiencia utilizando una varilla de cobre (material no ferromagnético conductor) y observamos que el tiempo de caída es superior y que la caída es mucho más lenta y a velocidad constante (imagen 4). 2. Repetimos de nuevo la experiencia con cuatro varillas (de plástico, cobre, aluminio y latón) que se mantienen verticales por estar encajadas en unas bases de madera, que no deben ser de material ferromagnético. Cada una de ellas tiene insertada un imán de neodimio en forma de anillo (imagen 5). Se observa que caen con diferente velocidad. El que cae más rápido es el que se desliza por la varilla de plástico; después el que baja por la varilla de latón; a continuación el que se desliza por la varilla de aluminio; y por último el que desciende por la varilla de cobre.
Imagen 4. Varilla de cobre con anillo de madera e imán en forma de anillo
Imagen 5. Montaje de las diferentes varillas con los imanes de disco
Conclusión 2 1. En la primera parte de esta experiencia, cuando el imán desciende por la varilla de cobre, para que su velocidad sea constante, debe actuar sobre el imán una fuerza exactamente igual a la de su peso, pero en sentido contrario, de manera que la fuerza total que actúa sobre el imán sea nula, de acuerdo con la segunda ley de Newton Esa fuerza se origina porque cuando un imán se mueve en la proximidad de un material conductor, como, por ejemplo, el cobre, aparecen unas corrientes inducidas llamadas «corrientes de Foucault». 2. En la segunda parte de la experiencia, en la que empleamos varillas de material no ferromagnético, el imán que se desliza por la varilla de plástico cae en caída libre, ya que, al no ser el plástico un material conductor, no se genera la fuerza opuesta a la originada por el peso del imán. Las otras tres varillas sí son conductoras. Si miramos una tabla de conductividad, veremos que la varilla de cobre es la que tiene mayor conductividad, después la de aluminio y finalmente la de latón. Por eso, es el imán que desciende por la varilla de cobre el que más tarda en caer, descendiendo un poco más rápido el que se desliza por la varilla de aluminio, y aún algo más rápido el que baja por la varilla de latón.
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IDEAS PRÁCTICAS
EXPERIENCIAS INFORMACIONES
Cuanto mayor es la conductividad, mayores son las intensidades de las corrientes de Foucault, y por lo tanto, mayor la fuerza que se opone al movimiento del imán y mayor el tiempo de caída. La velocidad es inversamente proporcional a la conductividad de los materiales. Hemos comprobado que si dejamos caer los imanes al mismo tiempo, dada la proximidad de las varillas entre sí, los imanes interactúan unos con otros, contaminando la experiencia con un efecto no deseado. Por ello, recomendamos dejarlos caer de forma secuencial, ya que las diferencias en la velocidad de caída son tan apreciables que no es necesario dejarlos caer de forma sincronizada.
Referencias bibliográficas ANTA, A. (2012): «Caída de imanes por varillas de diferente conductividad». Ciencia en Acción. Disponible en: <www. cienciaenaccion.org/es/2015/experimento-297/caida-de-imanes-por-varillas-de-diferente-conductividad.html>. [Consulta: noviembre 2012] BARRIO, J. y otros (2006): VI Feria Madrid por la Ciencia 2005. Madrid. Santillana, pp. 66-67.
Antxon Anta Unanue antxonanta@yahoo.es
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EN CONTEXTO MATERIALES A EXAMEN
Sensores para la salud En esta experiencia didáctica proponemos el desarrollo de hábitos saludables frente a la radiación solar mediante el uso de cremas solares. Y ello a partir del estudio de dos cuestiones: ¿son efectivas las cremas solares? y ¿qué es el factor de protección?
Justificación de la investigación La adolescencia es el momento en que la persona empieza a ganar independencia en la toma de decisiones, y por tanto, es importante que nuestro alumnado adquiera hábitos de vida saludables. A través de esta propuesta de investigación se muestran los daños que provoca en la piel una exposición inadecuada al Sol y el efecto protector de las cremas solares para la prevención de enfermedades de la piel como el cáncer.
Propuesta didáctica Se trata de una propuesta para medir y estudiar la efectividad real de las cremas solares mediante el empleo de sensores con dos características fundamentales: sencillez en el manejo e inmediatez en el resultado. El alumnado de 4.º de ESO tendrá que diseñar un experimento dando respuesta al cuándo, dónde y cómo medir. Posteriormente analizarán los resultados obtenidos y sacarán conclusiones acerca de la necesidad de usar las cremas solares. El material de trabajo son sensores de radiación ultravioleta A y B, una placa de Petri y cremas solares de diferentes marcas y factores de protección.
Presentación de la investigación al alumnado El trabajo se inicia con una pregunta dirigida a los alumnos: ¿quién usa cremas solares?, y si las utilizáis, ¿lo hacéis sólo en momentos de ocio (playa, montaña…) o en otro tipo de situaciones? A continuación del diálogo, se les pasa el vídeo How the sun sees you (www.youtube.com/watch?v=o9BqrSAHbTc), que muestra los efectos de la radiación ultravioleta en la piel. Si las cremas solares son una de las barreras físicas para el cuidado de nuestra piel parece necesario conocer su grado de efectividad.
Desarrollo de la investigación El objetivo es dar respuesta a dos preguntas: ¿son todas las cremas iguales? y ¿para qué sirve el factor de protección? Para la primera de ellas, se estudiarán distintas marcas con el mismo factor de protección. Para la segunda, se emplearán distintos factores de una misma marca. Para desarrollar la investigación el alumnado tiene que ir dando respuesta a cuestiones como ¿dónde realizamos la toma de datos?, ¿influye la hora del día?, ¿y la altitud? o ¿qué soporte usamos para colocar las cremas solares? La medida se realiza en el exterior del centro educativo y en tres momentos diferentes, cubriendo un intervalo de cinco horas y comprobando experimentalmente la idea de «evitar las horas centrales del día». La última pregunta introduce al alumnado en el uso de un blanco de control en investigación.
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IDEAS PRÁCTICAS
EN CONTEXTO MATERIALES A EXAMEN INFORMACIONES
Con respecto al interrogante de si son todas las cremas iguales, se colocan en una placa de Petri dos muestras de cada crema (una por sensor) y se mide en tres horas del día (9.00, 11.30 y 14.00, aproximadamente). Asimismo, se calculará la altitud (con un GPS o datos de Internet) y la temperatura (variable a lo largo de la experiencia). En cuanto a la cuestión de para qué sirve el factor de protección, se colocan en la placa dos muestras de cada factor (30, 40, 50+ y 100) de la misma marca junto con el blanco. Cabe decir aquí que también utilizamos una crema caducada. Al igual que antes, se realiza la medición en tres momentos del día (imagen 1).
Resultados Si la finalidad de la propuesta es que la experimentación nos lleve a la adquisición de hábitos saludables, el alumnado no puede quedarse simplemente con los meros datos Imagen 1. Registro de de la medición. Muy al contrario, éstos deben ser el vehículo que posibilite desarrollar los datos procedentes de una de las cremas con los una toma de conciencia al respecto. La reflexión se plantea a través de cuestiones como: sensores ultravioleta ¿protegen las cremas solares?, ¿es justificado la diferencia de precio entre ellas?, ¿son las horas centrales las más peligrosas para la piel?, ¿cuándo debemos emplear las cremas solares?, ¿qué pensáis de su fecha de caducidad? o ¿a qué hace referencia el factor de protección?
Conclusiones El alumnado asume la necesidad de usar cremas solares como elemento de protección de la piel debido a su efectividad, sobre todo en ciertas horas del día. Asimismo, comprende con claridad el concepto de factor de protección y la necesidad de emplear estas cremas no sólo en actividades lúdicas sino también en trabajos diarios características de la zona rural en donde se inscribe esta investigación: principalmente, faenas agrícolas, ganaderas y de la construcción. La experiencia llevada a cabo abrió la puerta a proponer nuevas líneas de investigación relacionadas con las cremas solares caducadas o el soporte que debía ser empleado para éstas, diferente a la placa de Petri. Cabe señalar que si no se dispone de sensores ultravioleta se pueden usar esferas de emisión con luz ultravioleta para un estudio cualitativo del papel protector de las cremas solares o de las gafas de sol. También se puede sustituir la luz del Sol por una lámpara de rayos ultravioleta. Esta opción facilita la adaptación de la propuesta a otros niveles educativos (imagen 2).
Imagen 2. Resultados con las esferas frente a dos muestras con crema (derecha) y sin ella (izquierda)
Por último, quisiéramos especificar que en este trabajo se emplearon sensores de Vernier y esferas de emisión con luz ultravioleta (ver ficha técnica en inglés en: www.cdn.teachersource. com/downloads/msds/UV-BEADSMSDS.pdf). Jorge Yáñez González fyqenelsulayr@gmail.com
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IDEAS PRÁCTICAS INFORMACIONES
EN CONTEXTO MATERIALES A EXAMEN
¿Debería ser obligatoria la vacunación? La finalidad de esta experiencia educativa es analizar un supuesto caso real relacionado con la vacunación y el movimiento antivacunas para promover el pensamiento crítico y la alfabetización en temas de salud.
Introducir dilemas de salud para promover el pensamiento crítico Tras la polémica suscitada por el fallecimiento de un menor por difteria, enfermedad de la que no se registraban casos en España desde hacía unos treinta años, han sido numerosos los debates acerca de la obligatoriedad o no de la vacunación de menores. En nuestro país ésta no es obligatoria, es una decisión que depende exclusivamente de la familia de los menores. Abordar en las aulas la polémica «vacunación versus no vacunación» resulta relevante de cara a formar ciudadanos críticos alfabetizados que estén capacitados para la toma de decisiones en problemas de salud (Ratcliffe y Grace, 2003). En el currículo de secundaria, las vacunas se incluyen dentro de los contenidos de salud de 3.º de ESO. Sin embargo, controversias como las planteadas por el movimiento antivacunas no se mencionan. Presentamos una actividad para trabajar estos temas que involucra al alumnado en el análisis de datos y la construcción de argumentos. En este sentido, ofrecemos un ejemplo de cómo trabajar temas de salud en contexto, promoviendo la alfabetización y el desarrollo de capacidades de pensamiento crítico entre los alumnos.
Las vacunas de Lía La tarea requiere el análisis de un supuesto caso real que implica la toma de decisiones en torno a la vacunación. El docente podría emplear dos sesiones consecutivas, la primera de introducción al tema y al análisis de datos, y la segunda de debate.
Parte 1. ¿Qué sabes sobre las vacunas y la vacunación? Material para el alumnado • Resumen del calendario de vacunación de la Asociación Española de Pediatría. • Cartilla de vacunación de Lía (17 meses de edad). Preguntas para discutir en pequeño grupo 1. ¿Qué sabéis sobre las vacunas? ¿Pensáis que son importantes? 2. Como muestra el calendario, algunas vacunas se ponen repetidamente, ¿sabéis cómo se llaman estas vacunas? ¿Por qué pensáis que es necesario ponerlas más de una vez? 3. Comparad el calendario de vacunación con la cartilla de Lía, ¿cuál es la siguiente vacuna que se debería poner Lía? 4. ¿Crees que Lía lleva las vacunas al día? Justifícalo. Comentarios para el docente Podría optarse por presentar las vacunas de otra franja de edad, y dar así una idea más amplia de la vacunación y de las enfermedades. Otra propuesta sería pedir a los alumnos que trajeran sus propias cartillas y que las comparen con el calendario de vacunación.
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IDEAS PRÁCTICAS
Vacuna Hepatitis B
MATERIALES A EXAMEN EN CONTEXTO INFORMACIONES
CARTILLA DE VACUNACIÓN
Edad en meses 0 HB
Difteria, tétanos y tosferina Haemophilus influenzae b Poliomielitis Meningococo C Meningococo
4
6
HB
HB
HB
DTPa
DTPa
DTPa
DTPa
Hib
Hib
Hib
Hib
Hib: III
VPI
VPI
VPI
VPI
VPI: III
VNC
VNC
Sarampión, rubeola y parotifditis
15-18
HB: III
Men C
Men C VNC
12-15
Nombre: Lía Ferreiro Santín Fecha de nacimiento: 10-9-2014
2
DTPa: III
Men C: II VNC
VNC: IIII
SRP
SRP:
Parte 2. ¿Qué opinas del movimiento antivacunas? El docente plantea esta situación: «Lía no ha sido vacunada de sarampión, rubéola y parotiditis de manera intencionada, después de que sus padres se hayan informado sobre el movimiento antivacunas». Preguntas para discutir en grupos 1. ¿Qué sabéis sobre el movimiento antivacunas? ¿Habíais oído hablar de él? El profesor resumiría las ideas presentadas por el alumnado y anotaría en la pizarra las principales premisas de este movimiento, por ejemplo: • Libertad individual de elección. • Efectos secundarios peligrosos. • Supuesta efectividad reducida. • La existencia de religiones que consideran un pecado impedir la voluntad de Dios mediante la vacunación. 2. ¿Estáis de acuerdo con estas premisas? Explicad vuestra respuesta. 3. ¿Qué opináis sobre la decisión tomada por los padres de Lía? ¿Qué les diríais? 4. Si tuvieseis que convencer a los padres de Lía acerca de la importancia de vacunar a su hija, ¿qué argumentos daríais? 5. Actualmente la decisión de vacunar o no a un menor recae en las familias. ¿Creéis que esto debería seguir siendo así, o que el gobierno debería obligar a todos los menores a vacunarse? Argumentad la respuesta. Comentarios para el docente Podría crearse un foro de debate para esta tarea. Pediríamos al alumnado que buscase información sobre el movimiento antivacunas, que la clasificara y evaluara. El docente guiaría esta tarea ayudando a los alumnos a clasificar los datos y a construir argumentos a partir de pruebas.
Referencia bibliográfica RATCLIFFE, M.; GRACE, M. (2003): Science education for citizenship. Teaching socio-scientific issues. Maidenhead. Filadelfia. Open University Press.
Noa Ageitos
Blanca Puig
noa.ageitos@usc.es
blanca.puig@usc.es Alambique
Didáctica de las Ciencias Experimentales • núm. 83 • enero 2016
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IDEAS PRÁCTICAS INFORMACIONES
RECURSOS PARA EL AULA
Proyecto Go-Lab: una oportunidad para aprovechar Go-Lab Project: www.go-lab-project.eu El proyecto Go-Lab (Global Online Science Labs for Inquiry Learning at School) ofrece el uso de laboratorios (remotos y virtuales) para la enseñanza de ciencias. Su objetivo es alentar a los alumnos de 10-18 años a adquirir competencias científicas y a «hacer ciencia» mediante experimentación guiada.
Finalidad del recurso y destinatarios El proyecto Go-Lab ha creado un portal (www.golabz.eu) en donde los profesores de ciencias de secundaria pueden encontrar laboratorios en línea y aplicaciones de apoyo al aprendizaje por investigación, así como el ILS (Inquiry Learning Space) y ciclos de investigación de un tema concreto que otros profesores han creado combinando los laboratorios remotos y diversas aplicaciones, además de imágenes, vídeos y textos. El profesor puede ofrecer a sus alumnos un enlace en donde éstos lleven a cabo de forma bastante autónoma (ayudados por las aplicaciones) la investigación guiada que dicho ILS propone tal como está, o puede adaptarla o modificarla de acuerdo con sus gustos y necesidades mediante el entorno de autor Graasp (tras darse de alta). También puede, por supuesto, crear en el entorno Graasp su propio ILS con el o los laboratorios en línea y las aplicaciones que quiera. Ejemplo: ILS desarrollado y aplicado en un centro de Guipúzcoa, la ikastola Pasaia-Lezo (www.golabz.eu/spaces/which-part-iceberg-canyou-see) Éste es un ILS diseñado para que los alumnos reconstruyan el principio de Arquímedes, a fin de contestar a la cuestión que plantea el título de la experiencia: «Which part of an iceberg can you see?».
Aplicaciones utilizadas • Hypotheses Scratchpad: interesante herramienta que ayuda a los alumnos a proponer hipótesis bien construidas, en este caso sobre la fuerza de empuje. • Experiment Design Tool: este recurso ayuda a los alumnos a realizar el diseño experimental para comprobar las hipótesis, pero asegurando el control de variables.
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Existen muchas más aplicaciones, que pueden ser utilizadas para elaborar mapas conceptuales, realizar observaciones, extraer conclusiones (algunas de ellas específicas de matemáticas: editor de ecuaciones, representación de funciones, calculadora…), escribir textos o intercambiar ideas en colaboración.
Laboratorios utilizados Uno real (que existe en el centro), realizando las mediciones a partir de un sensor de fuerza conectado al ordenador y proyectado con el cañón, no de un modo remoto (no está robotizado), pero sí mostrando los resultados a los alumnos en vídeos de un modo bastante efectivo. Y otro virtual: Splash (www.go-lab.gw.utwente.nl/production/splash/labs/splash/virtual.html) Todo ello constituye un marco pedagógico de aprendizaje por investigación, estructurado en torno a una versión más o menos consensuada de las fases de un ciclo de investigación. El entorno Graasp «obliga» al profesor a diseñar su ILS, así como a proponer al alumnado ese esquema de trabajo.
Adecuación y valoración del material En mi opinión, el proyecto Go-Lab constituye una gran oportunidad para la comunidad de profesores de ciencias europeos. Hay doce países implicados que participan con sus respectivas escuelas piloto y está abierto a cualquier profesor que entre en el portal. Si el proyecto se consolida, si muchos docentes desarrollamos o utilizamos ILS implementadas por otros, puede convertirse en una referencia en la enseñanza de las ciencias. Nos ofrece una posibilidad sencilla de diseñar materiales en línea a los que no sabemos programar en HTML, más atractivos y cercanos para los alumnos que los desarrollados en papel, en donde todo (vídeos, fotos, aplicaciones, laboratorios…) está integrado, accesible sin necesidad de abrir nuevas ventanas. Asimismo, se puede elaborar una «Guía del profesor» del ILS, asesorando a los que lo vayan a utilizar, si bien es cierto que no es muy cómoda. No hay muchos laboratorios reales remotos, y sí cada vez más virtuales, especialmente desde la incorporación de las simulaciones PhET. En septiembre de 2015 ésta era la lista de laboratorios disponibles: Respecto a los ILSs la lista va creciendo. No parece que haya un filtro de calidad, por
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Área de conocimiento Física (84). Química (50). Biología (29). Ciencia medioambiental (21). Astronomía (9). Ciencias de la tierra (3). Matemáticas (2).
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lo que algunos son claramente deficientes, en mi opinión, desde el punto de vista de aprendizaje por investigación. Pero muchos son interesantes. En septiembre de 2015 ésta es la lista de acuerdo al tema de la investigación, al ámbito de edad para el que se destina y al idioma en que está desarrollado: Área de conocimiento Física (843).
Ámbito de edad >18 (21).
Idioma Inglés (71).
Química (18).
16-18 (76).
Portugués (28).
Biología (15).
14-16 (95).
Griego (17).
Ciencia medioambiental (13).
12-14 (85).
Español (9).
Astronomía (13).
10-12 (35).
Holandés (5).
Ciencias de la tierra (7).
8-10 (4).
Estonio (5).
Matemáticas (4).
6-8 (1).
Catalán (4).
< 6 (1).
Italiano (4). Croata (3). Rumano (2).
Orientaciones sobre su posible uso Utilizar un ILS del repositorio no requiere más que proporcionar a los alumnos el enlace. Con respecto a la modificación o elaboración de uno nuevo en Graasp no es difícil, pero hace falta ayuda, que es ofrecida en forma de vídeos tutoriales bastante bien elaborados. Éstos se encuentran en el propio portal, en la pestaña «Support».
Mikel Etxaniz Añorga metxaniz@lizeoa.com
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Museo Nacional de Ciencias Naturales La página web del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN, www.mncn.csic.es) de Madrid tiene como principal objetivo informar y dar a conocer las distintas facetas y funciones de uno de los museos de historia natural más antiguos del mundo.
Finalidad del recurso y destinatarios La página web ofrece información sobre el Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) en todos sus aspectos: exposiciones, colecciones, investigación, actividades y recursos educativos. Se dirige tanto a especialistas como al público general, en especial a los docentes interesados en los recursos expositivos y educativos que ofrece el museo para incorporarlos en la programación de sus alumnos, en todos los niveles, desde educación infantil hasta educación de adultos. El número y variedad de exposiciones y actividades educativas que se desarrollan alrededor de las ciencias naturales constituye una herramienta muy versátil para todo tipo de educadores.
Adecuación y valoración del material Cada uno de los grandes apartados de la web se divide en diferentes secciones que informan claramente de cada temática. En el apartado de «Exposiciones» se ofrece la posibilidad de realizar dos visitas virtuales a las exposiciones «El Real Gabinete» y «Minerales, fósiles y evolución humana» que permiten hacerse una idea de los espacios y colecciones que pueden ser visitadas. No sólo se informa de las exposiciones actuales y futuras, sino también de las realizadas en el pasado. Es de resaltar la primera aplicación oficial del museo, que invita a efectuar una visita interactiva al mismo desde cualquier parte del mundo. Dicho recurso, denominado «Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC)», muestra información de carácter general, como horarios o planos, así como contenidos detallados acerca de las exposiciones y diferentes contenidos multimedia. En el apartado «Actividades», además de información relativa a toda la oferta educativa para público individual y visitantes en grupos organizados, en la sección «Guías y recursos», se pueden descargar de forma gratuita las guías didácticas de las principales exposiciones, en las cuales hay actividades adaptadas a cada nivel educativo. En «Colecciones y documentación» están alojados más de 8 millones de ejemplares, lo cual convierte el museo en uno de los principales centros de referencia en el estudio de la fauna. En cada colección aparece información, fotografías y bibliografía de interés. En «Investigación» se puede acceder a los distintos departamentos y líneas de investigación. Cada departamento contiene información acerca de los proyectos en marcha y los objetivos que se persiguen con ellos.
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Por último, la web del museo indica a sus usuarios, en la parte inferior, una relación de enlaces de interés: entre otros, el blog del museo y las actividades de la Sociedad de Amigos y Cienciatek, una plataforma de recursos multimedia con vídeos de documentales, fotografías y sonidos.
Orientaciones sobre su posible uso La información ofrecida es de gran valor para los docentes en general y especialmente para el profesorado de ciencias de la naturaleza, biología, geología y ciencias de la Tierra. Tanto las visitas virtuales como las guías didácticas alojadas en «Exposiciones» son un material muy práctico para preparar la visita al museo y después trabajar en el aula las diversas temáticas de las exposiciones. Las guías didácticas, aparte de presentar los contenidos más relevantes de cada exposición, plantean actividades relativas a biología y geología para todos los ciclos de educación primaria y secundaria. Asimismo, en la sección de «Actividades» puede ser de utilidad la variedad de tareas adaptadas para grupos escolares, tanto en temática como en niveles educativos. Los contenidos de éstas y la metodología empleada pueden motivar al profesor y servir de modelo para que desarrolle actividades similares con sus alumnos en clase. Cabe mencionar también como recurso educativo la aplicación del museo para incorporar las actividades, así como la relación de piezas destacadas en los programas escolares o la animación interactiva «Time machine. Un viaje en el tiempo», un recorrido interactivo a través de los 4.500 millones de años de nuestro planeta que ha sido diseñada especialmente para que pueda ser insertada en cualquier página web o blog, simplemente copiando el código que la acompaña. Animación interactiva
En «Colecciones», los docentes pueden «Time machine» encontrar información sobre las colecciones del museo e imágenes de éstas que se pueden dar a conocer a los escolares. Por último, en el apartado de «Investigación» un uso concreto puede ser conocer las distintas líneas y proyectos científicos que Esqueleto de oso hormiguero se están desarrollando hoy en día en el museo y con ello motivar a los escolares hacia el gusto por la ciencia y la investigación. Además, pueden servir como referencia para que los alumnos planteen sus propios proyectos de investigación. En esta línea, en el museo se desarrolla todos los años un «Congreso científico para escolares», donde el alumnado de secundaria tiene la oportunidad de presentar una comunicación científica. Pilar López García-Gallo
Luis Barrera Picón
pilarg@mncn.csic.es
barrerapicon@yahoo.es
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INFORMACIONES
Encuentros IV Congreso de Docentes de Ciencias Madrid, 12-15 de abril de 2016
Este congreso, que se celebrará en la Facultad de Educación de la Universidad Complutense de Madrid, constará de varias sesiones con comunicaciones orales, desarrolladas en horario de tarde. Las ponencias deberán versar sobre una de las siguientes áreas temáticas: «La ciencia en el aula: materiales y experiencias», «La docencia fuera del aula», «Ciencias 2.0» y «Aplicaciones docentes de las TIC». www.epinut.org.es/CDC/4/index.htm
14.ª Feria de la Ciencia Sevilla, 5-7 de mayo de 2016 Como cada año en el mes de mayo, la Feria de la Ciencia será el centro de la divulgación científica en Andalucía. En esta edición, las fechas previstas de celebración son los días 5, 6 y 7 de mayo de 2016
en el Palacio de Exposiciones y Congresos de Sevilla. En la Feria de la Ciencia participan investigadores de universidades, instituciones de investigación o empresas privadas, pero sobre todo divulgadores de centros educativos. Escolares desde infantil a bachillerato exponen con gran entusiasmo los proyectos en los que han trabajo todo el año. La Feria de la Ciencia supone para el alumnado otra manera de aprender ciencia. Los escolares son los protagonistas de su propio aprendizaje y en esta feria tienen la oportunidad de comunicárselo a otras personas. Es un evento en el que la investigación, la participación, la divulgación, la interacción y la comunicación son los grandes protagonistas. www.feriadelaciencia.org
XIX Simposio sobre la Enseñanza de la Geología Geoparc de la Catalunya Central Manresa (Barcelona), 11-16 de julio de 2016 Desde hace casi cuatro décadas, y con carácter bianual, se vienen celebrando los simposios
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sobre enseñanza de la geología. Organizados por la Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra (AEPECT), han contado con la presencia de profesorado de todos los niveles educativos de diversos países europeos e iberoamericanos. El próximo se desarrollará entre los días 11 y 16 de julio y, por primera vez se ha elegido un geoparque: el Geoparc de la Catalunya Central. Un espacio en el que es habitual la práctica de estrategias de divulgación geológica que pueden resultar muy útiles en la enseñanza formal de la geología. El Simposio pretende: • Facilitar el conocimiento e intercambio de experiencias e investigaciones educativas entre el profesorado de ciencias de la Tierra en cualquiera de los niveles de enseñanza
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(desde educación primaria hasta la universidad), utilizando para ello tanto los espacios formales como el entorno no formal y de ocio del geoparque. • Dar a conocer al profesorado y, en general, a la sociedad el patrimonio geológico del Geoparc de la Catalunya Central, así como el de otras zonas próximas de gran relevancia geológica. • Impulsar, defender y divulgar la geología como ciencia, como disciplina educativa de gran capacidad formativa, como cultura esencial en la formación de los ciudadanos, y como profesión. • Profundizar la relación entre los recursos naturales, la sociedad y la actividad en el aula, tomando el geoparque como plataforma favorecedora de esas relaciones. Se anima a los participantes en el simposio a que presenten comunicaciones (orales o póster) y talleres. Las propuestas deberán ser enviadas por correo electró-
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nico a la dirección comunicaciones_simposio16@geoparc.cat antes del 31 de enero de 2016.
del simposio (www.aepect.org/ XVIIIsimposio2014/comunicacionestalleres_es.htm).
Los principales temas sobre los que versarán las ponencias, comunicaciones y talleres serán: • La geología en la enseñanza. • Divulgación e interpretación de la geología en un entorno no formal y de ocio. • Innovación docente en materias geológicas y TIC aplicadas a la enseñanza. • Interacción entre geología y sociedad. • Actualización científica. • Interrelación con otras ciencias: reflexiones y experiencias prácticas. • Estudios y experiencias relacionadas con el profesorado en formación y Long Life Learning. • Experiencias de éxito para fomentar vocaciones en las ciencias de la Tierra. • Utilidad didáctica del patrimonio geológico.
Las comunicaciones y talleres aceptados por el comité científico del simposio serán publicados en formato digital en el libro de actas del congreso.
Las normas de presentación están disponibles en la web
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Asimismo, los talleres que destaquen por su innovación y originalidad podrán ser seleccionados por el consejo de redacción de Enseñanza de las Ciencias de la Tierra para su publicación en un número monográfico de la revista. Dos días del simposio se dedicarán a salidas de campo, en concreto el miércoles 13 y el sábado 16 de julio. En una segunda circular se facilitarán los detalles para la inscripción, los horarios y los itinerarios previstos. A los asistentes al simposio se les entregará el libro con los artículos referentes a las salidas de campo. secretaria@geoparc.cat
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En este libro se analizan los principios de la educación inclusiva y las características de los centros que contribuyen a ella, fundamentando esta perspectiva como eje nuclear de la calidad de la educación y profundizando en aspectos de la diversidad que pueden llegar a convertirse en barreras para la inclusión. Se analizan las dificultades de aprendizaje en la lectura, la escritura y las matemáticas del alumnado en desventaja cultural. Además, se revisa el concepto de necesidades educativas especiales y la forma en la que se viene dando respuesta a este colectivo, incluyendo capítulos específicos para los problemas de comportamiento y para los de salud mental.
ORIENTACIÓN EDUCATIVA Procesos de innovación y mejora de la enseñanza Elena Martín, Javier Onrubia (coords.)
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Como asesores psicopedagógicos, los orientadores ejercen un importante papel en los procesos de innovación educativa y de mejora en los centros. Mejoras entre las cuales se encuentran el desarrollo de una enseñanza funcional y orientada a la adquisición de competencias, la mejora de la convivencia y el clima escolar, la utilización educativa de las tecnologías digitales, la transformación de las aulas en espacios de aprendizaje cooperativo, el trabajo conjunto del profesorado en procesos de docencia compartida, o la puesta en marcha de procesos de reflexión y mejora a partir de la evaluación de la calidad de la enseñanza en los centros.
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