Taller: Energías renovables Lego® Education
Secundaria
TALLER ENERGร AS RENOVABLES NIVEL: SECUNDARIA
Actividad
Propรณsito
Tiempo
Material
1. Tipos de energías
2. La resistencia del aire
3. Almacenando energía por deformación
4. Almacenando energía cinética
5. Un motor como generador.
El alumno conocerá energía potencia como forma de almacenamiento y energía cinética como de movimiento El alumno conocerá la función de la resistencia del aire como un elemento de fricción en la pérdida de energía El alumno conocerá el concepto de almacenamiento de energía potencial por deformación de una liga El alumno conocerá como almacenar energía en movimiento.
De 80 a 100
El alumno utilizará un motor como eléctrico como generador de energía eléctrica
De 80 a 100
minutos
De 80 a 100 minutos
De 80 a 100 minutos
De 80 a 100 minutos
minutos
Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz.
Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz
Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz
Actividad 6. Energía solar.
7. Energía Eólica
8. Desafío con energía eólica: ”Moliendo”
9. Desafío con energía solar: “Pulidor”
10. Energía hidráulica
Propósito El alumno identificará una de las energías renovables que existen, la solar. El alumno conocerá la fuente de energía eólica.
Tiempo De 80 a 100
El alumno diseñará una máquina eólica para moler cereales. El alumno diseñará una máquina pulidora que funcione con energía solar El alumno conocerá la fuente de energía del agua
De 80 a 100
minutos
De 80 a 100 minutos
minutos
De 80 a 100 minutos
De 80 a 100 minutos
Material Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla, lápiz y sol. Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz Set 9684 Energías Renovables LEGO Education Papel, regla y lápiz
CONOCIENDO ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA CINÉTICA ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRร N
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Para iniciar se construirรก una rampa. Se puede utilizar la plancha grande. Se coloca boca abajo y se unen varias vigas para inclinarla y formar una rampa. (figura 1.1) Figura 1.1
PASOS 1. Construye el carro de prueba de la página 7-9 de la guía de construcción.
2. Prepara la rampa uniendo 4 vigas rojas a una plancha (figura 1.1). 3. Coloca el carro en la parte superior. Suéltalo. Cuando se detenga coloca una viga amarilla de tamaño dos en la distancia recorrida y mide con cinta métrica que tan lejos avanzó. Inténtalo dos veces más. Escribe tus respuestas en un cuadro. 4. Repite el experimento del paso 2 al 3 hasta completar el cuadro, aumentando cada vez más la altura de la rampa.
Completa el cuadro. El profesor puede escribir el siguiente cuadro en el pizarrón.
Altura de la Distancia recorrida desde el final de la Rampa rampa 1 intento 2 intento 3 intento Promedio 4 Vigas cm. cm. cm. 6 Vigas cm. cm. cm. 8 Vigas cm. cm. cm. 5. Al finalizar con las pruebas comenzaremos a calcular el promedio. Para calcular el promedio, vamos a sumar las cantidades de los tres intentos y el resultado lo vamos a dividir entre tres. PROMEDIO
El promedio de cada intento nos ayuda a identificar un valor representativo para cada altura de la rampa. La fórmula del promedio es la siguiente: Intento 1+ intento 2 + intento 3 /Número total de intentos 6. A continuación se les preguntará. En la actividad que acabamos de realizar, descifren: ¿Cuál es la energía potencial y cuál es la energía cinética? R= la energía potencial es la capacidad que tienen los objetos para realizar un trabajo. En otras palabras, la energía potencial es la energía almacenada, en este caso por la altura. En la actividad la energía potencial se encuentra en el coche antes de ser soltado. La energía cinética se refiere la energía en movimiento. Por lo que la energía cinética en tu modelo es cuando sueltas el coche y recorre cierta distancia.
Energía Potencial
Energía Cinética
7. Responde las siguientes preguntas en una hoja de papel.
a. ¿Por qué es importante que el carro parta del mismo lugar de la rampa en cada intento? R: para sacar una medida promedio deben de ser en las mismas circunstancias todas las pruebas, sino, estas pueden variar. b. ¿Cómo aumentaste la energía potencial del carro? R: Levantando más la rampa, a mayor altura, mayor distancia recorrida. c. ¿Qué efecto tuvo en la energía cinética (EC) del carro? R: Recorrió mayor distancia. Actividad de Extensión Grafica la distancia recorrida contra la altura de la rampa
MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Usted es un mediador del conocimiento, oriéntelos a observar y deducir antes de explicar los fundamentos teóricos. Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. Favorezca la cooperación y el respeto mutuo con la rotación de roles y responsabilidades. Genere la confianza del alumno promoviendo la participación de todos los integrantes del grupo con respeto Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje, refuerce su confianza preguntándole nuevamente y pidiendo que observe en lugar de decirle que está mal su respuesta. Valore los esfuerzos y logros alcanzados. En la investigación se recomienda que se revise la redacción y ortografía.
PUESTA EN COMÚN -
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Al terminar con las actividades, el profesor preguntará lo que respondieron en las preguntas a, b y c. Escuchar las respuestas de los alumnos. Situación problemática: ¿Puede la energía cinética convertirse nuevamente en energía potencial? Para resolver el problema es necesario que se unan dos equipos sólo con las rampas y los coches. Solución: unir dos rampas y usar sólo un coche
Dar tiempo a los alumnos para que solucionen el problema. (Si no lo pueden solucionar se les puede guiar o dar la solución). Se le pedirá a los alumnos que expliquen la respuesta en el modelo.
Energía
Energía Cinética
Energía Energía Cinética
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El carro poco a poco se detendrá debido a la fricción. Pedir a los alumnos que den un concepto de fricción y apuntarlo en el pizarrón. Fricción; Es una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que esté en contacto.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventariado del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
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Los modelos de principio son una vía que permite a los alumnos comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de Conceptos: Energía Potencial, Energía Cinética, Promedio, Fricción. o Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones, solución de problemas o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
CONOCIENDO LA RESISTENCIA DEL AIRE ORGANIZACIÓN
Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Todos sabemos lo difícil que es manejar una bicicleta contra el viento. Vamos a investigar el efecto de la resistencia del viento en el carro de prueba.
PASOS. 1. Construye el carro de prueba que se encuentra en las páginas 7 – 9 de la guía de construcción del set 9684.
2. Corta un cuadro de papel con un tamaño de 10 x 10 cm. como se muestra en la siguiente figura: te puedes apoyar usando un ladrillo rojo de 2 x 6.
3. Para probar el modelo necesitas una rampa. Puedes usar la rampa de la actividad anterior colocando 6 vigas. 4. Coloca tu coche en la parte superior de la rampa y suéltalo. 5. Mide cuántos centímetros recorrió. 6. Ahora coloca otro cuadro de papel del mismo tamaño. 7. Repite los pasos 4 al 6 hasta colocar cuatro cuadros de papel para generar más resistencia. 8. Completa la siguiente tabla.
Cantidad de papel 1 cuadrado 2 cuadrados 3 cuadrados 4 cuadrados
Distancia (cm.)
La tabla anterior se llama “Tabla de Frecuencias”. Una tabla de frecuencias nos sirve para agrupar cualquier tipo de dato numérico que posteriormente podrá graficarse.
Centímetro
9. Grafica tus resultados en una hoja tomando como base el siguiente cuadro (puede escribirse en el pizarrón):
Cuadrados de Papel
Escribe los centímetros desde cero hasta la mayor cantidad que obtuviste en tus resultados de abajo hacía arriba.
MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
o Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Usted es un mediador del conocimiento, oriéntelos a observar y deducir antes de explicar los fundamentos teóricos. o Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. o Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. o Favorezca la cooperación y el respeto mutuo con la rotación de roles y responsabilidades. o Genere la confianza del alumno promoviendo la participación de todos los integrantes del grupo con respeto o Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje, refuerce su confianza preguntándole nuevamente y pidiendo que observe en lugar de decirle que está mal su respuesta. o Valore los esfuerzos y logros alcanzados. o En la investigación se recomienda que se revise la redacción y ortografía.
PUESTA EN COMÚN
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Con la ayuda de tu tabla de frecuencias y tu gráfica, prepara una exposición con la demostración de tu modelo en la que expliques con tus propias palabras sobre la resistencia del viento. (Dependiendo del tiempo de la clase pueden exponer todos los equipos o realizar una tómbola en la que se seleccione uno o dos equipos.)
Solución: -
Cuantas más tarjetas estén sobre el carro, éste irá más lento. La resistencia del viento hace es un elemento de fricción que hace disminuir la distancia del carro. Algo de la energía del carro se ha ido al empujar el aire fuera del camino. Esto hace que el carro disminuya su energía cinética. El carro no baja tan rápido de la rampa. La distancia de carrera nos da una medición de la energía cinética del carro.
Situación problemática: -
¿Qué pasará si en lugar de que la fuerza del viento sea un factor de fricción lo utilicemos como energía potencial? Hacer una carrera de veleros terrestres, con una vela de papel, la energía almacenada puede variar dependiendo cuánto soples y como sea tu vela.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventariado del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: -
Construcción de conceptos: La resistencia del viento es un elemento de fricción que reduce la velocidad de un objeto en movimiento. Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones, solución de problemas. Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
ALMACENANDO ENERGÍA POTENCIAL POR DEFORMACIÓN ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Podemos almacenar energía por deformación, esto quiere decir que se puede almacenar energía al cambiar la forma de algunos objetos. Por ejemplo; una liga puede almacenar energía. Cuando la estiras estas almacenando energía que puedes usar al soltar la liga.
PASOS 1. Construye el modelo de condensador de banda elástica que se encuentra en las páginas 11 - 17 de la guía de construcción.
2. Pruébalo jalando la viga para estirar la liga. De esta manera almacenas la energía. 3. Jala el trinquete y observa. (La liga regresará a su posición original) 4. Construye el carro de prueba que se encuentra en las páginas 7 - 9 de la guía de construcción (donde se muestra un coche con cuatro llantas) del set de Energías Renovables 9684. 5. Conecta el condensador de banda elástica en la parte superior de tu carro de prueba. Y revisa que las llantas delanteras giren libremente. 6. Revisa que el trinquete de seguridad del condensador de banda elástica esté tocando el engranaje. Esto hará que las ruedas se detengan hasta que esté listo para partir. Revisa que los tres engranajes del lado estén tocándose. 7. Coloca el carro en el suelo y suelta el trinquete de seguridad. 8. Observa y escribe lo que ocurre. 9. Responde lo siguiente en una hoja de papel:
a. ¿Qué le sucede a la liga? b. ¿Qué le sucede al carro? c. ¿Qué le sucede a los engranajes que se encuentran a un lado del modelo?
MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Usted es un mediador del conocimiento, oriéntelos a observar y deducir antes de explicar los fundamentos teóricos. Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. Favorezca la cooperación y el respeto mutuo con la rotación de roles y responsabilidades. Genere la confianza del alumno promoviendo la participación de todos los integrantes del grupo con respeto
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Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje, refuerce su confianza preguntándole nuevamente y pidiendo que observe en lugar de decirle que está mal su respuesta. Valore los esfuerzos y logros alcanzados. En la investigación se recomienda que se revise la redacción y ortografía.
Al finalizar de probar el carro, se le preguntará a los alumnos lo que respondieron en las preguntas a, b y c. escuchar sus respuestas. RESPUESTAS - Se necesita energía para estirar la liga por lo que la almacena por deformación. Cuando el carro se mueve la liga va regresando poco a poco a su estado original hasta detenerse. - El carro se mueve hacia adelante. - Los engranajes transmiten la energía por deformación de las ligas a las llantas traseras. Situación Problemática: -
-
“Con lo que hemos aprendido hoy sobre el almacenamiento de energía por deformación, modifiquen su modelo para que el coche recorra mayor distancia .” Se pueden hacer “carreritas” con los coches de los equipos.
Solución: -
Los modelos pueden variar. Una clave está en el tamaño de la viga que jala la liga, puede cambiarse por una viga más grande o colocar más ligas para almacenar más energía.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: -
Construcción de Concepto: Almacenamiento de energía por deformación. Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones, solución de problemas. Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
ALMACENANDO ENERGÍA CINÉTICA ORGANIZACIÓN
Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Para almacenar energía cinética tienes que mantener los volantes en movimiento.
Un “volante” es un mecanismo que puede ser utilizado para almacenar energía cinética. Algunos carros de juguete, como los de fricción, utilizan volantes, los empujas fuertemente, luego los dejas ir y la energía en el volante mantiene al carro en movimiento. Los volantes son utilizados en los motores de los carros para ayudar que éstos avancen fácilmente. Vamos a construir un móvil con volante. PASOS 1. Construye el carro volante que se encuentra en las páginas 19 - 21 de la guía de construcción.
2. Empuja el carro sin los volantes. Colócalo en la pista y mide la distancia del recorrido. 3. Coloca ahora un volante y colócalo nuevamente en la pista. Mide y anota 4. Ahora coloca el segundo volante y nuevamente mide en la pista la distancia recorrida. 5. Escribe ¿Cuáles fueron tus resultados consistentes? ¿Y por qué?
El móvil recorre más distancia almacena más energía cinética.
con mayor cantidad de volantes ya que
MOMENTO DE ACCIÓN -
Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
o Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Usted es un mediador del conocimiento, oriéntelos a observar y deducir antes de explicar los fundamentos teóricos. o Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. o Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. o Favorezca la cooperación y el respeto mutuo con la rotación de roles y responsabilidades. o Genere la confianza del alumno promoviendo la participación de todos los integrantes del grupo con respeto o Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje, refuerce su confianza preguntándole nuevamente y pidiendo que observe en lugar de decirle que está mal su respuesta. o Valore los esfuerzos y logros alcanzados.
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En la investigación se recomienda que se revise la redacción y ortografía.
PUESTA EN COMÚN Escribe lo que has aprendido. -
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En equipos elabora una exposición utilizando rotafolios y tu modelo para explicar de que forma se almacena la energía cinética en el coche volante. (Se puede realizar una tómbola para pasar al frente a dos equipos dependiendo del tiempo con el que se cuente.) Posteriormente a las exposiciones explicar a los alumnos que: “un volante almacena energía cinética. La fricción reduce la energía cinética almacenada a calor.” Situación Problema: Carrera de autos. Deberán modificar su modelo para recorrer mayor distancia. Ganará el móvil que llegue más lejos. (Se puede realizar una competencia entre dos equipos hasta llegar a una semifinal y una final, registrar los resultados. El equipo ganador deberá explicar su modelo y cómo llegaron a la solución.)
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventariado del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
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Los modelos de principio son una vía que permite a los alumnos comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de conceptos: Se puede almacenar energía cinética en un volante. o Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones. o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
MOTOR COMO GENERADOR
ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Todos hemos conectado un motor a una batería y hemos observado cómo gira el motor. El motor convierte energía eléctrica a energía cinética. Vamos a ver si podemos utilizar un motor para generar electricidad. PASOS 1. Abre tu guía de construcción en la página 10.
2. Observa el paso número 2. Conecta una polea grande al eje de la pieza llamada “motor”. Con una espiga de conexión se puede hacer una buena manivela. 3. Cuando usamos el motor para generar energía, lo llamamos generador. Algunas veces también se denomina dínamo. Las losetas de color verde son empleadas para indicar que está siendo usado como generador. 4. Coloca una lámpara en un extremo del cable conector y conecta el otro extremo al generador/motor. 5. Gira la manivela para encender la lámpara. 6. Al girar la manivela estamos usando energía cinética (de movimiento). Observa y responde lo siguiente: 7. Escribe la transformación de energía que ocurre en un generador. 8. Desconecta el generador de la lámpara. 9. Explica por que es más difícil girar la manivela cuando se conecta la lámpara. 10. Escribe la transformación de energía que utiliza una lámpara. 11. Conecta un motor a un generador con un cable. Coloca una polea grande en cada uno. Conecta una espiga de conexión para que actúe como una manivela en el generador. Coloca dos losetas de color verde para indicar que es un generador. 12. Gira la manivela del generador. Observa lo que le sucede a la polea en el motor. 13. Observa y escribe ¿Qué le sucede al otro motor? 14. Gira la manivela del generador más rápido, luego más lento. Observa y escribe ¿Qué le sucede al motor?
Comenta sobre lo que has aprendido -
Observe que las dos losetas de color verde en el "motor" indican que ahora es un generador. Al comienzo, la manivela gira fácilmente cuando se necesita energía sólo para superar la fricción. Cuando se conecta una lámpara, la energía eléctrica se convierte en calor y luz, por medio de una resistencia, dicha resistencia hace que apliquemos más esfuerzo al girar la manivela.
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Al momento de conectar un motor, el de los azulejos verdes funciona como generador y el que recibe esta energía funciona como motor eléctrico. Puedes afectar su velocidad y su dirección desde el generador.
MOMENTO DE ACCIÓN Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores: -
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Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Usted es un mediador del conocimiento, oriéntelos a observar y deducir antes de explicar los fundamentos teóricos. Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. Favorezca la cooperación y el respeto mutuo con la rotación de roles y responsabilidades. Genere la confianza del alumno promoviendo la participación de todos los integrantes del grupo con respeto Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje, refuerce su confianza preguntándole nuevamente y pidiendo que observe en lugar de decirle que está mal su respuesta. Valore los esfuerzos y logros alcanzados.
En la investigación se recomienda que se revise la redacción y ortografía PUESTA EN COMÚN Situación problema: Diseña un auto con motor eléctrico, debes unir el movimiento de las llantas al eje del motor. Enseguida conecta a otro motor utilizándolo como generador para que puedas generar la electricidad y hacer que el auto avance . Pueden apoyarse de la imagen de la página 27 inciso D de su guía
Comenta lo que has aprendido. Posteriormente el profesor explicará: -
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Un dínamo puede generar electricidad suficiente para hacer funcionar un motor. Al girar el generador más rápido, el motor girará más rápido. Los alumnos deberán darse cuenta que al colocar un motor se necesita más trabajo para hacer funcionar el generador, justo como la lámpara lo hizo. Ellos también deben darse cuenta que girando más rápido el generador se aumenta la velocidad del motor. Para establecer una buena práctica más adelante, asegurarse que los alumnos estén colocando las losetas de color verde al motor para indicar que es un generador.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
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Los modelos de principio son una vía que permite a los alumnos comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de conceptos: Se genera electricidad cuando se gira el eje del motor. Cuando se emplea un motor de esta manera, éste se denomina generador o dínamo. o Habilidades: Dibujar diagramas de transformación de energía, Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones. o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
ENERGÍA SOLAR ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Antes de comenzar recuerda: Veamos si la celda solar convertirá suficiente energía luminosa a electricidad para cargar el condensador. PASOS 1. Construye la rueda giratoria que se encuentra en las páginas 4 - 15 de la guía de construcción de Energía Solar.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
Conecta la celda solar al motor. Observa bien como funciona Cubre la mitad de la celda y observa la diferencia con el paso anterior. Cubre los ¾ de la celda y observa la diferencia Coloca la celda directa al sol y observa Ahora coloca la celda bajo una sombra y observa la diferencia con el paso 6.
Piensa: ¿Cuál es el mejor rendimiento de la celda solar? Al finalizar los equipos deberán preparar una exposición para presentarla al grupo. El grupo realizará preguntas sobre la exposición. Escribe lo que has aprendido. MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
o Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. o Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. o Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. o Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. o Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo.
o Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. o Propiciar la investigación lúdica. PUESTA EN COMÚN Posteriormente a las exposiciones el profesor explicará que: La celda solar nos ayuda a transformar el calor y la luz del sol en energía eléctrica por medio de una reacción química. Abre tu guía en la página 27 en el inciso B
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La pieza que está junto a la celda solar se llama capacitor y nos sirve para almacenar energía, funciona como una batería recargable. Cárgalo con la celda como se muestra en el dibujo, después de un minuto conecta tu capacitor al motor de tu modelo.
¿Qué sucede? -
Puedes cargarlo más tiempo y ver que cambios hay en el funcionamiento de tu modelo.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
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Los modelos de principio son una vía que permite a los niños comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de conceptos: La energía solar puede ser aprovechada para usarla como energía eléctrica. La electricidad de la celda solar puede ser almacenada en un condensador eléctrico. o Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones. o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
ENERGÍA EÓLICA
ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Conoceremos el aprovechamiento de la fuerza del viento para transformarla en energía eléctrica. PASOS 1. Abre tu guía de construcción de la energía eólica en la página 2.
2. Arma el molino de viento LEGO hasta la página 15 y después pasa a la página 26 inciso B para recolectar energía del viento. 3. Conecta una lámpara al otro extremo del cable 4. Gira las aspas con tu dedo como si fuera un fuerte viento, varía la velocidad y observa qué sucede. a. ¿Qué le sucede a la lámpara cuando girar las aspas ? b. ¿Qué función tiene el motor que colocaste? c. ¿Qué sucede si aumentas la velocidad de giro de tus aspas?
Realizar una mesa redonda para comentar lo que has aprendido. MOMENTO DE ACCIÓN En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores: - Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. - Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. - Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. - Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. - Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo. - Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. - Propiciar la investigación lúdica.
PUESTA EN COMÚN -
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Al finalizar con la mesa redonda, el profesor explicará lo siguiente: El molino de viento cuando se giran sus aspas, enciende la lámpara. Las intensidad de la luz cambia cuando la fuerza del viento aumenta. El motor esta funcionando como un generador para transformar la energía eólica (del viento) en energía eléctrica. Es por ello que los molinos eólicos son muy altos para alcanzar los vientos más fuertes y constantes. Situación Problema. ¿En qué aprovecharías esta energía? ¿Puedes construirlo? Puede inducir al alumno a construir una casa con la lámpara, o utilizar el capacitor para cargarlo y colocarlo en un móvil.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
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Los modelos de principio son una vía que permite a los niños comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de conceptos: Se puede aprovechar la fuerza del viento para transformarla en energía eléctrica. o Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones y solución de problemas o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
ENERGÍA HIDRÁULICA ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Vamos a usar un modelo de la rueda hidráulica para recolectar energía de la corriente de agua. PASOS 1. Construye la rueda hidráulica que se encuentra en las páginas 2 – 14 de la guía de construcción de Energía Hidráulica.
2. Piensa cómo conseguirás una corriente de agua constante. a. ¿Qué le sucede a la rueda hidráulica cuando abres la llave del agua? b. ¿Cómo te aseguras que la corriente de agua es constante? c. Cuenta cuántas vueltas hace la rueda hidráulica en un minuto. Ésta es su velocidad en revoluciones por minuto (rpm). d. ¿Qué función tiene el motor?
Escribe lo que has aprendido. MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
o Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. o Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. o Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. o Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. o Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo. o Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. o Propiciar la investigación lúdica.
PUESTA EN COMÚN
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Las mediciones son cambiadas cuando la corriente de agua cambia. Existen factores que afectan la velocidad de la rueda hidráulica, como por ejemplo la masa de la corriente de agua, el tamaño y la forma de las paletas de recolección. Para obtener resultados consistentes, los estudiantes deben asegurarse que la corriente de agua sea constante. Recuerde a los estudiantes que midan las rpm (rotaciones por minuto), que empiecen a contar desde 0 y que se aseguren que la rueda hidráulica gire a una velocidad en la que puedan contar con facilidad sin derramar agua. Limpie lo que se derrame de inmediato.
a. La rueda hidráulica giró. b. Siempre se giraba la llave para proporcionar el mismo flujo c. Las respuestas de los alumnos pueden variar. d. el motor es un generador Escribe lo que aprendiste. CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO -
Los modelos de principio son una vía que permite a los alumnos comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos.
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Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: o Construcción de conceptos: La fuerza del agua puede ser aprovechada para generar energía eléctrica. o Habilidades: Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones y solución de problemas. o Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. o Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. o Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
DESAFIO CON ENERGÍA EÓLICA: MOLIENDO ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Es un trabajo difícil moler cereales como trigo, maíz, avena y cebada y convertirlas en harina para hacer pan. Toma mucho tiempo moler solamente unas pocas mazorcas de maíz. DESAFÍO -
Diseña y construye un mecanismo eólico para moler. Haz un bosquejo de algunas ideas de cómo debería ser tu modelo.
Piensa: -
Cómo y dónde se colocarían las ruedas del molino Cómo dirigir la rueda superior del molino. Pruébalo para ver si las ruedas del molino giran suavemente. ¿Qué funcionó bien? ¿Qué necesita ser mejorado?
Actividad de Extensión Trata de hacer una o más de estas modificaciones: -
Un torno para llevar los granos a la parte superior del molino Un segundo par de ruedas para que se pueda continuar moliendo mientras el otro par es labrado (nuevas ranuras son tallados en éstos).
Escribe tus observaciones. MOMENTO DE ACCIÓN -
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En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores:
o Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. o Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. o Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. o Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. o Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo. o Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. o Propiciar la investigación lúdica.
PUESTA EN COMÚN
Proporcione información adicional sobre los molinos de viento reales y sus usos. Los engranajes o las poleas pueden ser utilizados para ajustar la velocidad de rotación de las ruedas del molino. PROPUESTA DE SOLUCIÓN
CIERRE DE LA ACTIVIDAD - Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO Los modelos de principio son una vía que permite a los alumnos comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: -
Conocimientos: Ampliar el aprendizaje previo para diseñar y hacer un modelo de un molino de viento que muela granos. Habilidades: Diseño y solución de problemas, Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones.
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Destrezas: Capacidad de anĂĄlisis, pensamiento crĂtico, creatividad. Actitudes: Trabajo en equipo, comunicaciĂłn, confianza. Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
DESAFIOS ENERGÍA HIDRAULICA: MOLEDOR DE PULPA ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 2
Equipo 5
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
Hay mucho desorden en la fábrica de papel, donde se hace papel de fibra vegetal. La fibra de lino, pulpa de madera y restos viejos de algodón son mojados en agua y luego convertidos en pulpa por varios grupos de trabajadores. Es un ambiente muy caótico y desordenado. DESAFÍO -
Diseña y construye un moledor hidráulico de pulpa que muela la fibra y los restos de algodón en pulpa. Haz un bosquejo de algunas ideas de cómo debería ser tu modelo.
Piensa cómo: -
Hacer los martillos y el contenedor de pulpa Hacer que los martillos se eleven y caigan Conectar el moledor de pulpa a la rueda hidráulica. Pruébalo para ver si los martillos se elevan y caen correctamente. ¿Qué funcionó bien? ¿Qué necesita ser mejorado?
Escribe tus observaciones. MOMENTO DE ACCIÓN En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores: -
Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo. Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. Propiciar la investigación lúdica.
PUESTA EN COMÚN Los alumnos pueden necesitar un poco más de información sobre los principios utilizados en un moledor de pulpa. Los martillos necesitan subir y bajar fijamente a una escala de velocidad apropiada. Ellos pueden utilizar engranajes o poleas para ajustar la velocidad de transmisión de la rueda hidráulica.
PROPUESTA DE SOLUCIÓN
CIERRE DE LA ACTIVIDAD Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón. LO QUE ESTÁ EN JUEGO Los modelos de principio son una vía que permite a los niños comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: -
Conocimientos: Ampliar el aprendizaje previo para diseñar y construir un moledor de pulpa. Habilidades: Diseño y solución de problemas, Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones. Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
DESAFIO DE ENERGÍA SOLAR: PULIDOR ORGANIZACIÓN Cada actividad se trabaja en equipos de máximo tres alumnos con roles que pueden ir cambiando durante la actividad y son los siguientes:
Ensambla
Toma Datos
Pasa Piezas
PIZARRÓN
Equipo 1
Equipo 5
Equipo 2
Equipo 3
Equipo 6
Equipo 4
Equipo 7
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD A nuestro amigo Abel le gusta su cabaña de retiro en la montaña. En uno de sus paseos, él encontró muchas piedras preciosas ásperas. Él necesita pulirlas a mano por un periodo de seis semanas antes que estén listas para ser enviadas a la joyería. Es muy difícil este tipo de trabajo en días de mucho sol. Diseña y construye un Pulidor Solar de Piedras Preciosas LEGO. Haz un bosquejo con algunas ideas de cómo se vería. Piensa: -
Cómo podrás mantener un tambor para pulir las rocas y hacerlo funcionar al mismo tiempo A qué velocidad deberá girar Cómo se puede hacer para sostener muchos tambores al mismo tiempo. Pruébalo y mira si las piedras se revuelven en el tambor correctamente. ¿Qué funcionó bien? ¿Qué se necesita mejorar? Si tienes tiempo, modifica el diseño para que Abel pueda cortar las piedras con una rueda que corte el diamante al mismo tiempo.
MOMENTO DE ACCIÓN En el momento en que los alumnos comiencen a realizar las actividades encomendadas. El profesor asistirá y apoyará a los alumnos en su proceso de aprendizaje, fomentando la reflexión y pensamiento creativo de los mismos para la solución de problemas que presenten. Es importante generar un ambiente positivo y favorable al aprendizaje y a la recreación a lo largo de toda la sesión considerando los siguientes factores: - Cree un ambiente de seguridad y bienestar que motive al alumno a participar. - Anime a los participantes a expresar sus opiniones y dudas. - Observe las reacciones, preferencias y relaciones grupales de manera que pueda modificar sus pautas de actuación y organización si es necesario. - Favorezca la cooperación y el respeto mutuo. - Genere la confianza del alumno y promueva la participación de todos los integrantes del grupo. - Acepte los “errores” de los participantes como un elemento inherente al proceso de aprendizaje. - Propiciar la investigación lúdica.
PUESTA EN COMÚN -
Los alumnos necesitarán saber que un pulidor de piedras preciosas es una máquina que gira lentamente tambores con piedras preciosas ásperas, puliéndolas gradualmente.
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El pulidor gira a una velocidad relativamente lenta para que las piedras giren y permanezcan dentro del tambor. Si giran muy rápido, las piedras se pegarán a las paredes del pulidor. Un depósito de rollo fotográfico de 35 mm. servirá como tambor. El modelo debe ser capaz de revolver dos o más contenedores. Los alumnos pueden usar engranajes o poleas para regular la velocidad.
CIERRE DE LA ACTIVIDAD -
Al finalizar se le pedirá a los alumnos apoyo con el inventario del material y el aseo del salón.
LO QUE ESTÁ EN JUEGO Los modelos de principio son una vía que permite a los niños comprender e integrar principios mecánicos y estructurales aplicándolos a sus propios modelos. Las competencias que se desarrollaron en la sesión se dividirán en cinco aspectos: -
Conocimientos: Ampliar el aprendizaje previo para construir un pulidor solar de piedras preciosas. Habilidades: Dibujar diagramas de transformación de energía, Conteo de piezas, seguimiento de instrucciones. Destrezas: Capacidad de análisis, pensamiento crítico, creatividad. Actitudes: Trabajo en equipo, comunicación, confianza. Valores: Tolerancia, responsabilidad, respeto y honestidad.
INTRODUCCIÓN
¿Qué es? En el set de “Energías Renovables 9684” se investigan los conceptos de energía, electricidad y ambiente. Los estudiantes explorarán tres fuentes principales de energía renovable: la energía solar, eólica e hidráulica. El alumno aprenderá sobre los tipos de energías y recursos energéticos, la generación, transformación, almacenamiento y conservación de energía, así como la relación entre energía, trabajo y potencia. ¿Para quién es? El material ha sido diseñado para su uso por profesores y alumnos de Secundaria, facilitándoles el proceso de enseñanza aprendizaje. Trabajando en equipos de 3 alumnos. ¿Para qué es? El set “Energías Renovables 9684” permite a los alumnos trabajar como jóvenes científicos, ingenieros y diseñadores, ofreciéndoles situaciones, herramientas y desafíos que fomentan el desarrollo de ciencia y tecnología, aprendizaje de matemáticas de manera divertida. Los alumnos se sienten animados a implicarse en investigaciones y problemas razonados reales; realizan predicciones; diseñan y crean modelos, observando después su comportamiento; reflejan y rediseñan, anotando y presentando posteriormente sus hallazgos.
El set de “Energías Renovables 9684” permite a los profesores desarrollar las siguientes habilidades curriculares generales: -
Observar y deducir la forma en que funcionan las cosas Establecer enlaces entre la causa y el efecto Probar ideas utilizando el resultado de sus observaciones y medidas Realizar preguntas que puedan ser investigadas científicamente Realizar observaciones y medidas sistemáticas Presentar y comunicar datos utilizando diagramas, planos, tablas, gráficas de barras y gráficas de líneas