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FFAACCUULLTTAADD DDEE CCIIEENNCCIIAA YY TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Omar Danilo Vargas Gutiérrez
2010246069
Practica pedagógica II
I.E.D Colegia República de Colombia
Grado undecimo
Unidad didáctica: Las
Fuerzas
1. Introducción:
1.1. Justificación:
Es importante considerar el contexto que hay en las aulas de clase desde el punto de vista
curricular colombiano. La nueva ordenación curricular plantea que la enseñanza de las
ciencias en la educación primaria ha de contribuir a desarrollar el pensamiento científico de
los niños y niñas, y este es un objetivo actualmente compartido en el currículo científico de
muchos otros países. (charpak, Léna y Quéré, 2006; NRC 2007. Citado de Jordi, 2012 pág.
37)
De lo anterior, según el ministerio de educación nacional colombiano existen unos
referentes comunes a los cuales el libre albedrio de cada institución esta precedido y
condicionado por estos referentes comunes: estándares básicos en competencias. Estos, son
criterios claros y públicos y dan cuenta según el ministerio de educación de que existen
estándares de competencias básicos, que en últimas intenta que los estudiantes logren
articular lo tratado en la escuela en experiencias sensibles y significativas para sus vidas:
“Para que una persona pueda mostrarle a alguien que tiene una
competencia, no basta mostrarle que tiene los conocimientos necesarios, ni
que posee las habilidades, ni que tiene las comprensiones, actitudes y
disposiciones adecuadas, pues cada uno de estos aspectos puede estar
presente sin que la persona muestre que es competente para esa actividad, si
no los relaciona y organiza en función de un desempeño flexible, eficaz y con
sentido….” (Ministerio educacion nacional, 2006, pág. 12)
En este orden de ideas, el ministerio también considera que el estudiante de grado
decimo se aproxima al conocimiento como científico(a) natural con afirmaciones como:
Observo y formulo preguntas específicas sobre aplicaciones de teorías científicas,
Identifico variables que influyen en los resultados de un experimento, Realizo mediciones
con instrumentos y equipos adecuados, Registro mis observaciones y resultados utilizando
esquemas, gráficos y tablas, Registro mis resultados en forma organizada y sin alteración
alguna, Establezco diferencias entre descripción, explicación y evidencia. Estos son
algunos de los referentes que nos resultan más relevantes y discutibles para tratar y poner
nuestra postura antes de articular nuestra propuesta de aula con los objetivos ya que desde
nuestro punto de vista, intentar utilizar de forma inadecuado el método científico actual con
el método científico escolar que en última, realmente se debería tratar en la escuela, debe
ser punto de partida.
Estas formas de aproximar al estudiante al conocimiento científico han sido motivo de
muchas críticas y por tanto antes de continuar el desarrollo es necesario hablar de la
concepción de pensamiento científico y la concepción del conocimiento científico en la
escuela. Para el pensamiento científico según Zimmerman lo define como
“la aplicación de los métodos y los principios de la investigación científica
al razonamiento o a la resolución de preguntas o situaciones problemáticas
[…] comporta el uso de las habilidades implicadas en generar, evaluar y
revisar evidencias y teorías, así como también la capacidad de reflexionar
sobre el proceso de adquisición y revisión del conocimiento” (Zimmerman,
2007. Citado de Feixas, 2002)
En consecuencia, la ciencia es una forma de ver la realidad que produce el conocimiento
y permite comprenderla e intervenir en ella. Para la concepción del pensamiento científico
escolar, hay que pensar más desde las ideas y los puntos de vista de los niños y
adolescentes ya que cada quien tiene diferentes experiencias con el mundo y por tanto no
pueden estar totalmente en concordancia con las ideas y formas de ver la ciencia al mundo.
Jordi habla que nuestro sistema cognitivo de serie está configurado para conocer al mundo
pero no para conocerlo a la manera de la ciencia, a no ser que hayamos tenido un
entrenamiento científico. (Feixas, 2002)
De acuerdo a lo anterior, es importante resaltar que en esta propuesta de aula, se
extrapola al aula de clase dos aspectos del que hacer de las comunidades científicas, a
saber, el consenso de la explicación de un fenómeno y las discusiones entre los distintos
integrantes de la comunidad para aprobar una teoría, asumiendo que los anteriores aspectos
mencionados y las prácticas experimentales pueden favorecer la comprensión de los
estudiantes al enfrentarse a un determinado modelo físico.
De otra parte se sabe que existen varias metas a lograr en la educación científica, dentro
de los cuales se encuentran el aprendizaje de conceptos y construcción de modelos, al igual
que el desarrollo de habilidades experimentales y la resolución de problemas (jimaenez &
Sammartí, 1997) las cuales ayudaran en la formación científica, en la interpretación de los
modelos que explican la naturaleza, e incluso a que los estudiantes lleguen a
una formulación de sus propios modelos que expliquen los fenómenos naturales.
1.2. Población a quien va dirigida la unidad didáctica:
La Propuesta de aula será implementada en el colegio instituto educativo distrital (I.E.D)
República de Colombia (ubicado en la localidad de Engativá de Bogotá, Colombia) con
estudiantes que se encuentra entre los 15 y los 17 años de estratos 2 y 3 del grado 10-04
jornada mañana.
2. Objetivos:
2.1. Objetivos generales:
Establecer relaciones entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos
en reposo o en movimiento.
2.2. Objetivos didácticos:
Interpretar movimientos concretos de los cuerpos en relación con las fuerzas
que soportan.
Interpretar el concepto de fuerza según los referentes teóricos proporcionados.
Realizar sumas entre diferentes vectores de fuerza.
Relacionar la aceleración con las fuerzas aplicadas y la masa del cuerpo.
Identificar cualquier fuerza como resultado de la interacción entre dos cuerpos.
Definir el concepto de peso y diferenciar peso y masa.
3. Competencias:
Las competencias básicas son aquella selección de aprendizajes que necesita el alumno
para su realización personal y para saber desenvolverse en cualquier situación de la vida
cotidiana para así lograr el ejercicio de una ciudadanía activa. Se trata de un aprendizaje
que se debe mantener a lo largo de la vida.
A partir del desarrollo de esta unidad los alumnos habrán dado un paso más hacia el
desarrollo de las siguientes competencias, incidiendo en el desarrollo de alguno de sus
niveles de dominio o descriptores1:
El ajuste postural: equilibrio estático y dinámico.
El equilibrio modificando la base de sustentación.
El equilibrio sobre diferentes planos y superficies.
Fuerzas entendidas como una iteración.
Tipos de fuerzas.
Suma vectorial de fuerzas en términos de una fuerza resultante
También se desarrollarán en esta unidad didáctica otras competencias de una forma más
abierta, es decir se trabajarán de forma intrínseca aunque no serán objeto de evaluación.
Competencia digital, buscando información relevante utilizando las Tics.
Competencia lingüística, al ofrecer gran variedad de intercambios lingüísticos y
comunicativos.
Autonomía e iniciativa personal emplazando al alumno al realizar de forma
autónoma las actividades propuestas.
4. Metodología:
Como bien se ha dicho, dentro de la actividad científica escolar, los fundamentos
teóricos están estrechamente relacionados con las actividades experimentales dentro del
aula, así que al referirnos a las diferentes técnicas de enseñanza, vemos que la información
inicial se dará de forma verbal o/y escrita mediante la explicación de la tarea propuesta, y
visual en el caso de que se precise de alguna demostración para una mejor compresión de la
misma.
1 Tomado de http://www.efdeportes.com/efd152/unidad-didactica-a-que-no-me-caigo.htm
5. Actividades:
5.1. FASE 1: Iteración
5.1.1. Actividad 1: fundamentos teóricos.
5.2. FASE 2: PRIMER ACERCAMIENTO AL TRATAMIENTO VECTORIAL
DE LAS FUERZAS.
5.2.1. Actividad 1: retroalimentación y ejercicios en clase
5.3. FASE 3: PRINCIPALES FUERZAS.
5.3.1. Actividad 1
Se realizará una actividad de observación en la cual los estudiantes podrán
identificar los diferentes tipos de fuerza (normal, tensión y rozamiento) a través de
la una explicación teórica que realice el profesor, planteando diferentes ejemplos.
Luego, los estudiantes de forma individual mencionarán un ejemplo el cual permita
identificar estas fuerzas.
5.4. FASE 4: SUMA VECTORIAL
En forma colectiva se realizarán los siguientes ejercicios tomados de Física y
química cuarto ESO:
Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas perpendiculares entre si, cuyos
módulos son, respectivamente, 10 y 15 N. Dibuja la resultante y calcula su
módulo.
Sobre un objeto actúan simultáneamente dos fuerzas de la misma dirección
y sentido, de 25 y 35 N respectivamente, produciendo un cambio en su
velocidad. ¿Se produciría el mismo cambio en la velocidad si actuara
solamente una fuerza de 50 N de la misma dirección y sentido que las dos
anteriores?
Un nadador pretende cruzarlo nadando perpendicularmente a la orilla, con
una rapidez de 1 m/s, pero al mismo tiempo se ve arrastrado lateralmente
por la corriente.
a) Dibuja la trayectoria seguida por el nadador hasta llegar a la otra orilla y
determina la suma de las dos velocidades, la del agua y la del nadador.
b) ¿Cuánto tiempo tarda en atravesar el río? Para esto no importa la velocidad
de la corriente del río, ¿no?
c) ¿A qué punto de la otra orilla llega? Es decir, calcula el desplazamiento
lateral.
5.5. FASE 5: PRINCIPIOS DE NEWTON
1. El docente dará a conocer el concepto de fuerza y las tres leyes de Newton a
través de dos vídeos didácticos, los cuales le permitirán al estudiante
comprender este tema. Aula 365 (23 de junio de 2011) ¿Qué es la fuerza?
Primera ley de Newton- Aula 365. Recuperado el 19 de octubre de 2014 en
YouTube de: http://youtu.be/UnpJmqPC8hU y Esparza, F. (Octubre de 2012)
Las tres leyes de Isaac Newton (Inercia, fuerza y Acción y reacción)
Recuperado el 19 de octubre de 14 en YouTube en:
http://youtu.be/cfAQozjPUoE
2. Una vez, que se hayan visto los vídeos, se hará grupos de a cuatro
estudiantes, quienes plantearán y explicaran dos ejemplos que puedan darse en
el quehacer diario que puedan sustentar alguna de las tres leyes de Newton.
Para ello, realizarán en medio pliego de papel periódico un dibujo que dé
cuenta de la explicación.
3. El maestro escuchará las inquietudes que le hayan quedado a los estudiantes,
y a partir de ello, resolverá las dudas.
6. Evaluación:
La evaluación es concebida como “la actividad que, en función de unos criterios, trata
de obtener una determinada información de un sistema en su conjunto o de uno o varios de
los elementos que lo componen, siendo su finalidad la de poder formular un juicio y tomar
las decisiones pertinentes y más adecuadas respecto a aquello que ha sido evaluado”.
La evaluación debe tener un carácter formativo y continuo, atendiendo a la diversidad de
los alumnos, dada la heterogeneidad que el alumnado presenta en nuestra área, teniendo en
cuenta sus características individuales y sus posibilidades motrices, con lo que la
evaluación no se centrará en si el alumno llega o no al nivel exigido, sino en su avance
acorde a sus posibilidades. Para ello nos centraremos en la información recogida en el día a
día.
6.1. Criterios de evaluación
La evaluación crítica es aquella que compara los resultados de un individuo concreto,
con los resultados del mismo sujeto en situaciones anteriores, para llevarla a cabo se debe
partir de una evaluación inicial para reconocer el nivel inicial del alumnado respecto a los
objetivos que queremos alcanzar. Esta evaluación se realizará en la primera sesión
mediante una tabla de evaluación que se les pasará a los niños, para poder tener una idea de
las nociones previas sobre los contenidos a tratar en la unidad didáctica. Durante el proceso
se utilizará una lista de control (3ª sesión, Anexo), para ver el grado de consecución de
objetivos hasta el momento. La evaluación final, será el resultado de otra lista de control (6ª
sesión), para ver si los objetivos se han cumplido. También se llevará a cabo una
evaluación de nuestra práctica docente, en este caso se les pasará a los alumnos una lista de
control, durante la primera sesión de la siguiente unidad didáctica. La evaluación de la
unidad didáctica se realizará mediante las anotaciones en el diario del maestro en el día a
día de las sesiones.
Se tendrá en cuenta los objetivos generales de la unidad didáctica, así como el grado de
asimilación de los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales prestando
especial importancia, a que el diseño y la construcción de la estructura satisfagan la
necesidad inicial planteada..
Los criterios de evaluación serán los siguientes:
Conoce y desarrolla el equilibrio estático y dinámico.
Reconoce las situaciones en donde es necesario el equilibrio.
Mejora las habilidades y destrezas básicas con especial incidencia en los equilibrios.
Respeta y valora la actuación de los compañeros en las actividades.
Participa en juegos y actividades logrando establecer relaciones equilibradas y
constructivas con los compañeros.
Acepta las normas de los juegos y actividades y los resultados de los mismos.
Valora los juegos como medio para la participación con los demás estableciendo
relaciones de ayuda y colaboración.
Desarrolla la auto-confianza y el interés por mejorar e incrementar sus capacidades
motoras en actividades lúdicas.
Fomenta la creatividad y la imaginación en las actividades.
Se calificara con una escala numérica de 0 a 50 puntos.
Bibliografía
1. Misterio de educación Nacional. (2006) Estándares básicos en competencias en lenguaje, matemáticas, ciencias y ciudadanas. Colombia, Editorial Escribe y Edita, y Mariana Schmidt Q.
2. Feixas, J. (2012) Aprender ciencias en educación primaria. Capítulo 2: Aprender a investigas pág. 85, (añadir lugar), editorial GRAO.
3. Jiménez, A., Sanmartí, N. (1997) ¿Qué ciencia enseñar?, objetivos y contenidos
en la educación secundaria. ICE de la universidad de Barcelona
Web grafía:
1. Primera ley de Newton- Aula 365. Recuperado el 19 de octubre de 2014 en YouTube
de: http://youtu.be/UnpJmqPC8hU y Esparza, F. (Octubre de 2012)
2. Las tres leyes de Isaac Newton (Inercia, fuerza y Acción y reacción) Recuperado el 19
de octubre de 14 en YouTube en:
http://youtu.be/cfAQozjPUoE
1. http://www.efdeportes.com/efd152/unidad-didactica-a-que-no-me-caigo.htm
Anexos:
Experimentos caseros:
TEMA(S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA
“LA DESOBEDIENTE”
MATERIAL
• 1 moneda
• 1 carta de baraja
• 1 vaso
PROCEDIMIENTO
La moneda se pone sobre la carta de baraja que a su vez se coloca sobre la boca del
vaso y se quita la carta de baraja con rapidez. ¿Qué sucede con la moneda?
EXPLICACIÓN
La moneda cae dentro del vaso debido a la propiedad de la inercia, que se define
como la tendencia que tienen los cuerpos a permanecer en su estado original (reposo
o movimiento) siempre y cuando no actúe una fuerza externa.
Tiempo de duración: 3 minutos 17
TEMA (S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA
“¿POR QUÉ TE QUEDAS?”
MATERIAL
• 1 mesa o escritorio
• Objetos pequeños de diferentes pesos
• Hoja de papel
PROCEDIMIENTO
Sobre la mesa se coloca la hoja de papel procurando que sobresalga la mitad de élla;
coloque los objetos encima de la hoja cuyo extremo está sobre la mesa.
Se golpea fuertemente el centro de la hoja con el borde de la mano sosteniendo el
otro extremo libre con la otra mano.
¿Los objetos caerán o se quedarán sobre la mesa?
EXPLICACIÓN
Los objetos permanecen sobre la mesa debido a la propiedad de inercia; que se define
como la resistencia que tienen los objetos a cambiar su estado de movimiento o de
reposo. Cabe mencionar que el golpe sobre el papel debe ser fuerte para vencer la
fuerza de fricción entre los objetos y el papel.
Tiempo de duración: 2 minutos
TEMA(S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA
“LO DURO Y LO CUERDO”
MATERIAL
• 1 huevo crudo
• 1 huevo cocido
PROCEDIMIENTO
Haga girar rápidamente los dos huevos sobre sí mismo en una superficie. ¿Cuál de los
dos huevos gira más tiempo? Ahora gírelos nuevamente, deténgalos con un dedo y
suéltelos rápidamente. ¿Cuál de los dos se queda quieto y cuál sigue girando?
EXPLICACIÓN
El huevo crudo girará más tiempo porque la masa líquida que está dentro de él
tenderá a seguir girando, debido a su inercia; en el segundo caso la masa líquida del
interior del huevo crudo continúa girando aún después de que el cascarón está en
reposo; por el contrario, el contenido del huevo cocido, se detiene al mismo tiempo
que su cascarón.
Tiempo de duración: 3 minutos
TEMA(S): PRESIÓN (ATMOSFÉRICA) Y PRIMERA LEY DE NEWTON
“EL KARATEKA INERCIAL”
MATERIAL
• 1 hoja de papel periódico
• 1 tabla de madera de 0.2 a 0.5 cm de espesor, 2 cm de ancho y 30 cm de largo
PROCEDIMIENTO
Coloque la tabla sobre la mesa, de modo que una tercera parte de élla sobresalga del
borde, con la mano dé un golpe rápido a la tabla en su extremo libre y observe. Ahora
vuelva a colocarla en la misma posición y sobre ésta, extienda el periódico alisando
cuidadosamente los pliegues, desde la parte que cubre la tabla hacia los bordes del
papel. De un golpe breve e intenso en la parte libre de la tabla. ¿Qué sucede?
EXPLICACIÓN
En el primer caso, la tabla se levanta rápidamente y cae. Sin embargo en el segundo
caso, si el golpe es suficientemente fuerte, la tabla puede romperse sin que el
periódico se eleve, debido a que la presión del aire atmosférico, presiona con una
fuerza de un kilogramo por centímetro cuadrado la cara externa del periódico,
resultando ser mayor ésta (presión atmosférica) que la fuerza de la mano sobre la
tabla
Tiempo de duración: 3 minutos
TEMA(S): INERCIA, FRICCIÓN Y FUERZA (1 y 2 ley newton)
“DEMOLIENDO LA TORRE”
MATERIAL
• 1 mesa
• 5 monedas
• 1 regla de 30 cm
PROCEDIMIENTO
Construya una torre con las monedas sobre una mesa, alinee la regla con la moneda
de debajo de la torre; deje un extremo de la regla fuera del borde de la mesa, empuje
la regla hacia la torre con un golpe fuerte. ¿Qué sucede con la torre?
EXPLICACIÓN
Cuando la regla golpea la moneda de la base, ésta sale de su lugar, pero el resto de la
torre permanece en su sitio, porque la única moneda que recibe la fuerza es la abajo y
el reto de las monedas no, por su inercia permanece en su lugar. La moneda que se
movió se detendrá por la fricción que hay entre ella y la mesa.
La ley de la inercia dice “ningún cuerpo por sí sólo puede modificar su estado de
reposo o de movimiento, ya que para modificarlo se requiere la manifestación de un
fuerza resultante que actué sobre él”.
Tiempo de duración: 3 minutos