AGOSTO 2015
ENSEÑAR CIENCIAS NATURALES CON TIC
Enseñar Ciencias Naturales con TIC Propuesta de clase: ¿La levadura está viva? Secuencia adaptada de la actividad incluida en: Melina Furman y Ariel Zysman (2001) Ciencias naturales: aprender a investigar en la escuela. Buenos Aires: Novedades Educativas.
¿Qué queremos que los alumnos aprendan en esta clase?
Conceptos ●
Competencias científicas
Los seres vivos comparten una serie de
Diseñar un experimento para responder una
características, entre las cuales podemos
pregunta dada, incluyendo:
nombrar: respiran, se alimentan, se
●
reproducen y están formados por células. Las levaduras son seres vivos unicelulares.
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identificar los factores que se mantienen constantes y los que varían en dicho
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experimento. formular predicciones en función de la
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hipótesis inicial. registrar información (en este caso
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mediante TIC y tablas de información). interpretar los resultados del experimento y formular conclusiones a partir de ellos.
Tiempo estimado: 80 minutos Materiales ● ●
Levadura prensada fresca - agua tibia - sal - azúcar - botellas vacías de medio litro - globos. Una netbook con cámara y el programa Huayra Motion, disponible en el sistema operativo Huayra 2.0. (Si sus computadoras no tienen instalado este sistema operativo, pueden descargarlo en http://huayra.conectarigualdad.gob.ar/content/huayra-20. También pueden
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utilizar otros programas para edición de videos, como Windows Movie Maker, aunque el procedimiento para la captura de fotos y edición de video variará un poco).
Desarrollo de la actividad Primera parte: Pregunta inicial y estrategia para responderla (15 minutos) Iniciamos la clase compartiendo con los alumnos una historia que dará origen a una serie de experimentos que buscarán responder la pregunta de si la levadura es un ser vivo. Una posible introducción es la siguiente: “Ayer fui al almacén a comprar levadura. El señor almacenero me dio este cubo (mostrar el cubo de levadura) y me dijo que estaba vivo. Yo pensé: ¡este señor está confundido! ¿Cómo va a ser un ser vivo esta levadura? Cuando volvía a casa me quedé pensando: ¿y si el señor tuviera razón? ¿Cómo podría yo hacer para averiguar si la levadura es o no es un ser vivo?” A continuación identificamos la pregunta que va a guiar toda la investigación que vamos a realizar durante clase (podemos anotarla en un afiche o en el pizarrón)
¿La levadura es un ser vivo? Tras formular esta pregunta, es esperable que los alumnos den varios tipos de respuestas: algunos dirán que sí (apelando a conocimientos previos que puedan tener), otros que no, con distintos fundamentos. Lo importante será aquí poner el énfasis en que vamos a planificar juntos una investigación para responder a esa pregunta. Esta es una oportunidad para introducir la estrategia que vamos a usar para responder a la pregunta inicial: pensemos cuáles son las características comunes de los seres vivos y luego veamos si la levadura cumple con esas características. Podemos realizar un listado de las características propias de los seres vivos que enumeran los alumnos y otras que vayamos aportando nosotros. La definición de las características de la vida no es sencilla, y los científicos vienen debatiendo al respecto desde hace muchos años. Sin embargo, podemos llegar al un listado de ciertos atributos básicos compartidos por los seres vivos (pueden agregarse otros ítems, pero estos son los mínimos que necesitamos para el desarrollo de esta clase): -
Respiran
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-
Se alimentan
-
Se reproducen
-
Mueren
-
Están formados por células
El paso siguiente será entonces elegir algunas de las características anteriores y evaluar si la levadura las cumple. Segunda parte: Comenzamos a diseñar un experimento (10 minutos) Les proponemos a los alumnos comenzar por averiguar si la levadura respira. ¿Cómo podríamos saberlo? Aquí es importante que el docente aporte información extra para establecer un puente conceptual entre la respiración a nivel del organismo completo (a veces llamada “ventilación”) y la respiración celular que se observa en un organismo como la levadura, que tiene una sola célula. Repase la idea de que los organismos tienen células. Explique que cada una de sus células respira, es decir, rompe la glucosa liberando energía y gases. En el caso de los organismos de muchas células como el nuestro, esos gases provenientes de muchas células se suelen liberar juntos. En los seres humanos, ese gas (el dióxido de carbono) es transportado por la sangre hacia los pulmones. En los organismos de una o pocas células, esos gases se suelen liberar directamente al medio de cada célula.
Dado que en esta clase estamos investigando si un conjunto de características propias de los seres vivos se manifiestan en el caso de las levaduras, podemos suponer que a pesar de que no tengan pulmones, como los seres humanos bien pueden respirar e intercambiar gases con el medio. Así, si la levadura respirara, deberíamos poder observar que libera algún tipo de gas. En este punto, introduciremos otro punto clave en el desarrollo de la siguiente actividad. Vuelvan a la idea de que la respiración consiste en la ruptura en las células de la glucosa (un tipo de azúcar), y que de esa ruptura se liberan gases y se obtiene energía.
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Por eso, para ver si la levadura respira, será necesario agregarle azúcar. Preguntamos a los alumnos: ¿Cómo podríamos darnos cuenta de si la levadura está respirando? (es decir, si libera gases) Esperamos que los alumnos puedan proponer posibles experiencias para poner a averiguar si la levadura respira. En algunos casos los alumnos proponen poner la levadura en una bolsa o globo y observar si se infla. También suelen proponer poner la levadura bajo el agua y observar si se desprenden burbujas. Si no surge de ellos, el docente puede proponer estas ideas, haciendo hincapié en que la experiencia nos tiene que servir para detectar si la levadura está liberando algún gas. Si se dispone de los materiales necesarios, se pueden probar todas estas ideas. A continuación podemos mostrarles a los alumnos los elementos que vamos a utilizar (es importante contarles lo que se va a realizar, pero no realizarlo aún): en una botellita de agua de medio litro, vamos a colocar agua tibia hasta la mitad aproximadamente. También agregaremos azúcar (dos cucharitas) y un cuarto del cubo de levadura. Nos ponemos de acuerdo en el propósito de este experimento:
A partir de la pregunta general tenemos una pregunta más chiquita y concreta: ¿La levadura respira? Tenemos también dos posibles respuestas (sí o no, en este caso), y según cuál sea correcta esperamos un resultado distinto: si la levadura respira → se liberará un gas y veremos burbujas si la levadura no respira → no se va a liberar ningún gas y no veremos burbujas Podemos agregar que a las posibles respuestas las llamamos hipótesis, y a los posibles resultados, predicciones. Tercera parte: Afinamos el diseño del experimento (15 minutos) Antes de realizar la experiencia, podríamos preguntarnos: -¿Qué podríamos hacer para descartar, en el caso de que se liberen burbujas, que la liberación del gas se debe a la respiración de la levadura y no, acaso, a un efecto que se produce al mezclar agua tibia con azúcar?
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A partir de la discusión de estas preguntas, esperamos llegar con los alumnos a la necesidad de incorporar otra botellita con diferentes combinaciones de elementos. Si hacemos una preparación similar a la anterior (botellita 1) pero no le ponemos levadura (es decir, solo agua y azúcar, la llamaremos botellita 2) podremos responder a la primera pregunta sobre si la causa de las burbujas es la mezcla de agua tibia con azúcar o esas burbujas están causadas por algo que hacen las levaduras. Podemos entonces hacer un cuadro que indique con más detalle cómo será nuestro diseño experimental, un cuadro como el siguiente: Hipótesis: La levadura respira, y para ello necesita azúcar botellita Agua tibia Levadura
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media botella media botella
un cuarto de cubo
Agregado
Azúcar (1 cucharada) Azúcar (1 cucharada)
Predicciones: ¿Qué deberíamos observar si la hipótesis es correcta? burbujas no hay burbujas
Cuarta parte: manos a la obra (20 minutos) Ahora que tenemos un diseño completo del experimento, podemos poner manos a la obra y preparar las botellitas. Idealmente, se puede dividir al curso en varios pequeños grupos, cada uno a cargo de un juego de 2 botellitas. Inmediatamente luego de preparar las botellitas, se pueden tapar con un globo. Si se libera suficiente gas, podrá inflarse y será atractivo para los alumnos (dado que esto no siempre sucede, es preferible hacer hincapié en la liberación de burbujas). Otra manera de observarlo es buscando un modo de cuantificar, a simple vista, las burbujas. Por ejemplo, se podrá pensar en medir la altura de la capa de burbujas que se observa en la superficie de la mezcla. Lo importante aquí será generar el espacio para que los alumnos puedan pensar modos de medir y comparar distintos métodos. En cualquier caso, un grupo de 2 botellitas puede ponerse al frente de la cámara, asegurándose que todos entren en el campo de la misma. En vez de observar y registrar durante todo el transcurso de la liberación de burbujas (que puede llevar tiempo), proponemos utilizar este momento para que los
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alumnos registren en sus cuadernos o carpetas el diseño del experimento. La observación y registro puede realizarse luego, a partir de las tomas de video. Esto también permite, si fuera necesario, terminar aquí la clase y continuar otro día. Cierre de la clase: Registro y análisis de los resultados (20 minutos) Pasado un tiempo desde que se cerraron las botellas, puede pararse la grabación del video y observar tanto los resultados finales en la botella como reproducir el video grabado, en cámara rápida. Luego, podemos analizar si se cumplieron las predicciones (en cuyo caso la hipótesis de que la levadura respira toma fuerza y comenzamos a acercarnos a la idea de que es un ser vivo) o si hay alguna diferencia entre las predicciones y los resultados (en ese caso, los alumnos podrían concluir que la levadura no respira, como docentes podemos proponer repetir el experimento o hacer alguna modificación según sea necesario). Luego de analizar las conclusiones del experimento, podemos analizar los resultados a la luz de información nueva y retomar la función del azúcar en los fenómenos observados. El agregado del azúcar sirve como materia prima para la respiración de la levadura (que la rompe y libera dióxido de carbono como resultado de la fermentación, un tipo de respiración celular, por la cual obtiene energía). Esto es consistente con los fenómenos observados en el recipiente que contiene levaduras y azúcar, ya que es el único que mostró la aparición de burbujas (provenientes de la fermentación). Se trata de información que el docente tiene que aportar a los alumnos para entender el sentido del agregado del azúcar, que si no resulta confuso. Los resultados y conclusiones pueden registrarse en el cuaderno o carpeta. Luego podemos preguntarnos si los experimentos y conclusiones que obtuvimos son suficientes para afirmar que las levaduras son seres vivos. En este caso, una sola observación es insuficiente para concluir que la levadura es un ser vivo, dado que existen algunos elementos no vivos que liberan gases (por ejemplo, si mezcláramos bicarbonato de sodio y vinagre). Valdrá la pena entonces continuar la discusión: ¿Qué otros experimentos u observaciones podrían realizarse para averiguar, por ejemplo, si las levaduras pueden morir, o si están formadas por células? Si el tiempo lo permite, será valioso continuar realizando alguna de estas experiencias, o al menos pensando el diseño de cómo las realizarían.
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Bibliografía de referencia: Melina Furman y Ariel Zysman (2001). Ciencias naturales: aprender a investigar en la escuela. Buenos Aires: Novedades Educativas
Autores: Melina Furman, Milena Rosenzvit y Pablo Salomón. Cómo citar este texto: Furman, Melina; Rosenzvit, Milena; Salomón, Pablo. (2015). Propuesta de clase: ¿La levadura está viva? Enseñar Ciencias Naturales con TIC. Especialización docente de nivel superior en Educación Primaria y TIC. Buenos Aires: Ministerio de Educación de la Nación.
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