Las situaciones que no son ajenas a los niños, como disparadoras de problemas que promuevan la aproximación a conceptos físicos y químico, permiten:
- La motivación de alumnos al momento de trabajar en Ciencias Naturales.
- El abordaje diferencial, promoviendo avances conceptuales en los diferentes niveles que encontramos en el aula.
- El acercamiento entre la ciencia de los científicos y la del aula, cuidando la correcta transposición didáctica.
- La búsqueda de respuestas en el conocimiento científico para preguntas diarias.
- Describir fenómenos, utilizar variables para dicha descripción, observar, formular hipótesis, experimentar, relacionar fenómenos.
Andar en bici
Propósito: Reconocer variables que intervienen en la bicicleta y aproximar al alumno a conceptos físicos relacionados.
Actividad 1: Observamos, preguntamos
Se propone a los niños realizar una jornada de bicicletas por la escuela o por el barrio.
Observamos una bicicleta y la describimos. Partimos de preguntas problematizadoras y disparadoras de una investigación:
- ¿Cómo funciona?
- ¿Cómo es?
- ¿Cómo hacemos para andar?
- ¿Por qué tiene las partes que tiene?
Realizamos una indagación de ideas previas y realizamos un diagrama con las observaciones realizadas.
Proponemos a los niños investigar en equipos y en las computadoras en torno a las preguntas planteadas.
Realizamos una puesta en común y analizamos la información.
Y enfatizamos en algunas de sus partes:
¿Por qué las ruedas tienen esa forma?
¿Para qué sirve la cadena?
¿Y los cambios?
¿Los espejos?
Actividad 2: ¿Por qué no nos caemos cuando la bici está andando?
Reflexionamos con los niños y registramos observaciones.
“Para conservar el equilibrio hay que mantenerse en movimiento.” Esta frase de Einstein nos recuerda que la bicicleta encierra muchos fenómenos físicos.
Tenemos dos puntos de apoyo que son las ruedas pero si no hacemos que se muevan nos caemos.
Para aumentar la velocidad se debe aplicar toda la fuerza posible durante el mayor tiempo posible.
Buscamos información sobre estos términos: MASA, VELOCIDAD, FUERZA, IMPULSO, MOVIMIENTO.
Armamos una cartelera con dichas palabras.
Realizamos una actividad en Crea 2:
Actividad 3: La bici y las leyes de Newton
Proponemos a los niños buscar información sobre Newton.
Analizamos su biografía y sus investigaciones más importantes.
Trabajamos con algunas de sus leyes:
“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que actúe sobre él una acción o causa externa llamada fuerza”. Nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá siempre moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).
“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.” Nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas.
“Si un cuerpo actúa sobre otro con una acción (fuerza), éste reacciona contra aquél, con otra fuerza de igual acción y dirección, pero de sentido contrario.”
Analizamos las tres leyes y las relacionamos con lo investigado anteriormente.
Conversamos ¿Por qué estas leyes describen el funcionamiento de una bicicleta?
Respondemos a las siguientes preguntas con las leyes estudiadas, de este modo estamos orientando a los niños en el reconocimiento de variables y la argumentación en la formulación de hipótesis:
¿Por qué en una calle o ruta llana, el ciclista no precisa pedalear?
¿Por qué existe una fricción de los neumáticos que no se despegan del suelo?
¿Por qué los materiales de la bicicleta son livianos y el ciclista profesional tiende a ser delgado?
¿A qué rueda llega primero la energía al pedalear? ¿Por qué?
Si la rueda ejerce una acción, ¿dónde estará la reacción?
Analizamos las leyes como respuesta a cada una de estas preguntas.
Observamos dos fotografías y relacionamos con lo trabajado y otros conceptos que intervienen:
Investigamos sobre la Fuerza de rozamiento y la aerodinámica.
Interpretamos el sentido de las flechas.
Estudiamos los vectores. Una cantidad vectorial se representa con una flecha, como indican las fotos.
Trabajamos con la fuerza de Gravedad.
Actividad 4: En la práctica
Propósito:
Experimentar con la bicicleta y aproximarse a las fuerzas que actúan sobre ella.
Identificar el movimiento a través de diferentes trayectorias rectas y curvas.
Jugando con la bicicleta:
- Dibujamos una pista en el patio por donde deberá circular la bicicleta. Cada niño deberá impulsar la bicicleta para llegar al final.
- ¿Por qué se mueve la bicicleta? ¿Siempre se mueve igual? ¿De qué depende que vaya más rápido o más lento?
- En una segunda instancia dibujamos pistas de diferente largo. ¿De qué depende que la bicicleta llegue al final? ¿Por qué es más fácil llegar al final en la pista más corta?¿actúa alguna fuerza sobre la bicicleta ?¿cómo lo sabes?
A partir de estas actividades pretendemos aproximarnos a los conceptos de desplazamiento, trayectoria de la bicicleta, fuerza y dirección.
Actividad 5: La bicicleta y la Energía
Para entender cómo se mueve la bicicleta, debemos destacar el concepto de Energía y de Trabajo.
Las personas, los lugares y las cosas tienen energía, aunque normalmente observamos la energía cuando se transfiere o transforma.
En una primera instancia proponemos a los niños que realicen una lluvia de ideas con ambas palabras.
¿Con que las relacionan?
¿Qué tienen que ver la energía y el trabajo con andar en bici?
Partimos de las ideas previas de los alumnos.
Investigamos en distintas fuentes.
Registramos características y atributos:
Energía:
La materia es lo que podemos ver, oler y sentir. Tiene masa y ocupa espacio. Sin embargo la energía es abstracta, no la vemos ni la olemos.
Es difícil definirla porque no es sólo una “cosa”. Es una cosa y un proceso a la vez.
Incluso la materia misma es energía.
Se encuentra tanto en los alimentos como en la digestión.
Se transfiere, se almacena, se transporta y se transforma.
Trabajo:
Cuando se efectúa un trabajo se aplica una fuerza y hay movimiento.
El trabajo efectuado por una fuerza aplicada sobre un objeto, se define como el producto de la fuerza por la distancia que se mueve el objeto.
Realizamos de forma colectiva un mapa a partir de la información ya trabajada, vinculando los conceptos de energía y trabajo.
Lo que hace que la bicicleta se mueva es que sobre ella se efectúa un trabajo hecho por la Energía.
Si la bici está estacionada ¿qué sucede con la energía?
Realizamos un circuito con los niños en las bicis.
Proponemos que al llegar a los puntos señalados, frenen y descansen unos minutos.
En equipos pedimos que señalen los momentos en que hay que proporcionarle energía para moverla y los momentos en que tiene energía ciinética.
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Mariela fue con la bicicleta por la subida, y quedó en la otra esquina que está más alta.
Si ahora quiere volver no precisadar pedal, la bici viene sola por la bajada.
¿De dónde sale la energía que está gastando para moverse ahora?
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Proponemos una actividad de Verdadero o Falso a partir de lo estudiado, para evaluar y repasar lo trabajado:
La Física y la Química explican el funcionamiento de la bicicleta.
Es lo mismo pedalear en terreno llano que en subidas.
No nos caemos de la bici por las ruedas.
La energía potencial es la que tiene la bici cuando está quieta.
Se mueve cuando aplicamos una fuerza o trabajo sobre ella.
Explica, a partir de lo estudiado, la siguiente imagen.