Investigando las máquinas y artefactos

07

mc

Inve

stig

ando

las

maacuteq

uina

s y

arte

fact

osPr

oyec

to c

urr

icu

lar

inv

esti

ga

ndo n

ues

tro M

un

do (6-

12)

Ana M Criado Garciacutea-LegazAntonio Garciacutea-Carmona

Investigando lasmaacutequinas y artefactos

materialescurriculares07

E ste libro como el resto de los que componen el Proyecto Curricular Investigando Nuestro Mundo (6-12) ofrece a maestros y maestras

en activo y en formacioacuten un conjunto de materiales de apoyo para el disentildeo y puesta en praacutectica de propuestas didaacutecticas de enfoque investigador Con un estilo directo e intentando sintetizar las aportaciones propias y ajenas de la investigacioacuten y experimentacioacuten didaacutectica aborda los aspectos que se consideran necesarios para emprender una ensentildeanza renovada sobre las maacutequinas y artefactos en Educacioacuten Primaria El proceso didaacutectico se plantea desde una perspectiva integrada del curriacuteculum que parte de la in-vestigacioacuten de interrogantes incitantes que surgen de la interaccioacuten de los escolares con la realidad socionatural Se proponen unos problemas genera-les emanados de la ciencia escolar deseable respecto a las maacutequinas y ar-tefactos y otros maacutes especiacuteficos como guiacutea o posibles itinerarios concretos para la buacutesqueda de respuestas a los primeros Estos problemas especiacuteficos surgen de (o deben ser coherentes con) los intereses y curiosidades maacutes inmediatos de los escolares en su afaacuten por comprender el mundo en este caso en lo concerniente a las maacutequinas y artefactos La finalidad es generar ambientes y referentes especiacuteficos para la construccioacuten de conocimientos cientiacutefico-tecnoloacutegicos baacutesicos que provean a los escolares de una adecua-da alfabetizacioacuten cientiacutefica

Proyecto curricular investigando nuestro Mundo (6-12)

9788496723245

978-84-96723-24-5





Direccioacuten editorial Paloma Espejo

Coleccioacuten Materiales CurricularesNordm 7 Proyecto Curricular Investigando Nuestro Mundo (6-12)

Investigando las maacutequinas y artefactoscopy Autores Ana M Criado Garciacutea-Legaz y Antonio Garciacutea-Carmonacopy Directores del Proyecto Pedro Cantildeal de Leoacuten Francisco J Pozuelos Estrada y Gabriel Traveacute Gonzaacutelez

copy Diacuteada Editora SLUrb Los Pinos bq 4 4ordmD 41089 Montequinto Sevilla 1ordf edicioacuten junio 2011

ISBN 978-84-96723-24-5Depoacutesito legal SE-3326-2011

Disentildeo de cubierta Cuacutebica Multimedia SLMaquetacioacuten Diacuteada EditoraImpreso en Espantildea

Reservados todos los derechos De acuerdo a lo dispuesto en el art 270 del Coacutedigo Penal podraacuten ser castigados con penas de multa y privacioacuten de libertad quienes reproduzcan o plagien en todo o en parte una obra literaria artiacutestica o cientiacutefica fijada en cualquier tipo de soporte sin la preceptiva autorizacioacuten

A ti mamaacute que con tu doble papel de ldquomater et magistrardquo eres con toda certeza la uacutenica persona que ha leiacutedo y revisado al completo cada uno de nuestros escritos y publicaciones

A ti por tu inestimable ayuda y perseverancia en esa tarea a la que auacuten te sigues prestando sobradamente jubilada de tu caacutetedra de Filosofiacutea

Ana

A Pilar y Antonio por hacer posible mi existencia y por su entrega continuada en hacer de miacute una persona de bien

Antonio

Iacute n d i C e

inTROdUCCiOacuten 9

1 eL PROYeCTO CURRiCULAR inVeSTiGAndO nUeSTRO MUndO (inM 6-12) 1 1

2 iquestPOR QUEacute Y PARA QUEacute enSeNtildeAR SOBRe LAS MAacuteQUinASen edUCACiOacuten PRiMARiA 15

Maacutequinas artefactos y objetivos generales del proyecto 16 iquestCoacutemo lograr que los conocimientos sobre las maacutequinas y artefactos se conecten con los correspondientes a los demaacutes aacutembitos de investigacioacuten del proyecto 20

3 iquestQUEacute deBeRIacuteAn SABeR LOS MAeSTROS SOBRe MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS PARA enSe-NtildeAR SOBRe eSTOS 23

El saber profesional necesario para ensentildear sobre las maacutequinas y artefactos 23 La perspectiva sisteacutemica sobre las maacutequinas y artefactos 25

4 iquestQUEacute COnOCiMienTOS iniCiALeS SUeLen TeneR LOS ALUMnOS de PRiMARiA SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS 39

iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve 41 iquestQueacute tipos de maacutequinas existen 43 iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para hacerlo 46 iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambian a lo largo

de la historia 50 iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad 52 iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinas 52 iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y sostenible con el entorno 53

5 iquestQUEacute COnOCiMienTO eSCOLAR SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOSeS PRiORiTARiO Y QUEacute PROBLeMAS inVeSTiGAR AL ReSPeCTO 55

Problemas generales sobre las maacutequinas y artefactos 56 Problemas especiacuteficos y problemas generales 57 Conocimientos prioritarios en el aacutembito de investigacioacuten sobre las maacutequinas y artefactos 60 Hipoacutetesis de progresioacuten conceptual en la construccioacuten del

conocimiento escolar deseable en torno a las maacutequinas y artefactos 65 Relaciones conceptuales prioritarias 80 Conocimientos relativos a procedimientos y actitudes 86

6 iquestQUEacute eXPeRienCiAS Se PUeden ReALiZAR en LAenSeNtildeAnZA SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS 89

iquestQueacute caracteriza a las experiencias escolares de perfil investigador 89Experiencia 1 Dibuja detalladamente una maacutequina 94Experiencia 2 iquestQueacute objetos son maacutequinas y cuaacuteles no 95Experiencia 3 iquestCuaacutendo hago maacutes fuerza para sostener el libro 96Experiencia 4 iquestCoacutemo puedo construir una caacutemara oscura 97Experiencia 5 iquestQueacute objetos son palancas 99Experiencia 6 iquestPara queacute sirven y coacutemo funcionan estas maacutequinasy piezas de maacutequinas 100Experiencia 7 iquestCoacutemo es por dentrohellip 101Experiencia 8 iquestQueacute maacutequinas hay en esta faacutebrica y para queacute sirven 102Experiencia 9 Construyo mi moacutevil autopropulsado 103Experiencia 10 iquestPuedo construir una balanza magneacutetica 104Experiencia 11 iexclMonta elementos de transmisioacuten 105Experiencia 12 iquestConoces tu bicicleta 106Experiencia 13 iquestCoacutemo elevar un peso con menor esfuerzo 107Experiencia 14 iquestCoacutemo ha evolucionado el teleacutefono moacutevil en las dos uacuteltimas deacutecadas 108Experiencia 15 iquestCoacutemo se haciacutean algunas tareas agrarias antes de que existieran las maacutequinas actuales 109Experiencia 16 iquestEs seguro exponerse a las ondas de moacuteviles y microondasiquestPodemos construir un ldquoescudordquo contra las ondas de los moacuteviles 110Experiencia 17 iquestQueacute ventajas tienen los autobuses eleacutectricos urbanos frente a los de gasoil 111Experiencia 18 iquestQueacute puedo hacer funcionar con la energiacutea proporcionada por una ceacutelula solar 112

7 PROPUeSTA de UnidAdeS didAacuteCTiCAS inVeSTiGAdORASSOBRe MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS 115

Propuesta de unidad didaacutectica investigadora para primer ciclo de Primaria laquoiquestqueacute maacutequinas hay y para queacute sirven 115

Propuesta de unidad didaacutectica investigadora para segundo ciclo de Primaria laquocoacutemo funciona una caacutemara oscuraraquo 125

Propuesta de unidad didaacutectica investigadora para tercer ciclo de Primaria laquoiquestpor queacute los automoacuteviles son como sonraquo 136

8 ReFeRenCiAS BiBLiOGRAacuteFiCAS 151

- 9 -

inTROdUCCiOacuten

Este libro como el resto de los que componen el Proyecto Curricular Inves-tigando Nuestro Mundo (6-12) ofrece a maestros y maestras en activo y en for-macioacuten un conjunto de materiales de apoyo para el disentildeo y puesta en praacutectica de unidades didaacutecticas y actividades de enfoque investigador en la Educacioacuten Primaria Con un estilo directo e intentando sintetizar las aportaciones propias y ajenas de la investigacioacuten y experimentacioacuten didaacutectica aborda todos aquellos as-pectos que se consideran necesarios para afrontar una ensentildeanza renovada sobre las maacutequinas y artefactos desde una perspectiva integrada del curriacuteculum que parta de la investigacioacuten de la realidad socionatural del entorno

Con este propoacutesito el primer capiacutetulo presenta las caracteriacutesticas generales de INM (6-12) y el segundo introduce y justifica el aacutembito de las maacutequinas y artefactos como uno de los ocho aacutembitos de investigacioacuten que nuestro proyecto contempla en el desarrollo del curriacuteculo de Primaria El tercer capiacutetulo ofrece una perspectiva actual e integrada del conocimiento tecnoloacutegico en la que pue-de sustentarse la actuacioacuten profesional del maestro en esta etapa educativa El cuarto capiacutetulo expone una siacutentesis de los principales resultados de investigacioacuten sobre las concepciones y obstaacuteculos de los escolares respecto a las maacutequinas y ar-tefactos un conocimiento que se hace necesario con vistas a hacer efectivo el re-quisito de partir y desarrollar la ensentildeanza trabajando en todo momento con los conocimientos disponibles de eacutestos asiacute como atendiendo a las dificultades que surgen en la progresiva y compleja reconstruccioacuten de tales conocimientos

Ante la realidad de unos curriacuteculos excesivamente compilatorios y por ello desmesurados y sin unas prioridades justificadas y bien definidas el quinto ca-piacutetulo de este aacutembito hace una seleccioacuten del conocimiento tecnoloacutegico deseable en esta etapa en relacioacuten con las maacutequinas y artefactos Eacuteste se organiza en torno a un conjunto de problemas generales que consideramos prioritarios y que rela-cionamos con un conjunto de esquemas conceptuales procedimientos y actitu-des Habida cuenta del perfil investigador de este proyecto curricular el capiacutetulo analiza la relacioacuten existente entre esos problemas generales y los problemas espe-ciacuteficos que se plantea el alumnado como punto de anclaje para el desarrollo de las investigaciones abordadas

- 10 -

A M Criado y A Garciacutea-Carmona

De esta forma la investigacioacuten escolar estariacutea centrada en un primer momen-to en los aspectos concretos del aacutembito que se decida explorar pasando despueacutes en el desarrollo de las unidades didaacutecticas investigadoras a poner en marcha pro-cesos de generalizacioacuten en torno a las maacutequinas y artefactos y tambieacuten al resto de los aacutembitos de investigacioacuten que propone INM (6-12)

El enfoque investigador integrado y contextual de este proyecto curricular nos lleva a reconocer la importancia de apoyar los procesos de construccioacuten del conocimiento escolar en una rica y permanente aproximacioacuten a la realidad so-cionatural y cultural Un acercamiento que comienza con las preguntas que se suelen plantear los escolares a partir de su interaccioacuten con las maacutequinas y arte-factos de su entorno lo que da origen a las unidades didaacutecticas que organizan la dinaacutemica de investigacioacuten escolar sobre el aacutembito Esta necesaria cercaniacutea a las maacutequinas proacuteximas se facilita y adquiere toda su potencialidad mediante los talleres de experiencias El capiacutetulo sexto aborda la naturaleza y funcioacuten de las experiencias praacutecticas de enfoque investigador que se realizan en estos talleres y ofrece una muestra de ellas en relacioacuten con los problemas tecnoloacutegicos generales relativos al aacutembito

En esta misma liacutenea de aportar disentildeos concretos que ejemplifiquen y permi-tan una mejor comprensioacuten e introduccioacuten praacutectica en este Proyecto el seacuteptimo capiacutetulo expone la estructura baacutesica de tres unidades didaacutecticas investigadoras En cada una de ellas se pone eacutenfasis en explicar el sentido de las posibles activi-dades que se sugieren y la loacutegica global de la dinaacutemica definida por las secuencias Se trata de unos disentildeos-tipo que los equipos de maestros podriacutean emplear como referente para iniciar su andadura en esta liacutenea realizando la necesaria adapta-cioacuten de estas propuestas a las necesidades y caracteriacutesticas especiacuteficas del contex-to Se intenta por tanto ofrecer unos materiales concretos que puedan facilitar las tareas de disentildeo de la ensentildeanza sin que sean considerados como materiales acabados y listos para aplicar directamente

Finalmente el capiacutetulo octavo propone fuentes de informacioacuten que confor-man un banco de recursos inicial y uacutetil para el disentildeo de actividades y de unida-des didaacutecticas sobre las maacutequinas y artefactos y en general sobre otros proble-mas socio-cientiacuteficos y tecnoloacutegicos actuales

Soacutelo nos queda esperar que los profesionales a los que va dirigido este libro y los estudiantes que se estaacuten preparando para serlo encuentren en eacutel un ins-trumento que les permita afrontar la ensentildeanza en este aacutembito de una manera fundamentada investigadora y criacutetica lo que deberaacute redundar en un aprendizaje maacutes relevante significativo y funcional en la compleja sociedad actual

- 11 -

1 eL PROYeCTO CURRiCULAR inVeSTiGAndO nUeSTRO MUndO (6-12)

Las dificultades que encuentran los equipos de profesores interesados en dise-ntildear sus propias propuestas de clase son muacuteltiples El disentildeo del curriacuteculum exige afrontar muacuteltiples situaciones problemaacuteticas y tomar decisiones comprometidas en aspectos relacionados entre otros con la buacutesqueda de finalidades educativas compartidas y negociadas la delimitacioacuten del conocimiento escolar relevante para impartir en clase y la formulacioacuten de propuestas didaacutecticas alternativas que rompan la rutina escolar y promuevan el intereacutes por conocer intervenir y en la medida que puede la escuela transformar la realidad

Los obstaacuteculos del profesorado en su tarea cotidiana de disentildear desarrollar y evaluar el curriacuteculum van maacutes allaacute de la buacutesqueda de soluciones puntuales y rutinarias que aporta globalmente cualquier libro de texto maacutes o menos nove-doso que en la mayor parte de los casos genera espejismos en el aprendizaje de los alumnos y frustracioacuten en los propios ensentildeantes Los cambios necesarios son maacutes profundos y exigen promover liacuteneas de actuacioacuten en diferentes campos interrelacionados la formacioacuten inicial y permanente del profesorado los mate-riales curriculares el perfil del puesto docente (tiempo espacio recursos) etc Se necesita si se quiere facilitar la autonomiacutea y responsabilidad curricular del profesorado proponer medidas y plantear proyectos que permitan a profesores y equipos nuevas formas de organizar los procesos de ensentildeanza-aprendizaje

El Proyecto Curricular Investigando Nuestro Mundo (6-12)1 pretende apoyar a los profesores en esta tarea docente aportando un material didaacutectico amplio y experimentado que pueda servir de ayuda para disentildear desarrollar y evaluar sus propias propuestas de clase Esta aportacioacuten se centra baacutesicamente en la oferta de propuestas didaacutecticas alternativas e integradoras dirigidas especiacuteficamente al profesorado abierto a las principales liacuteneas de cambio y renovacioacuten pedagoacutegica actualmente vigentes Y especialmente al profesorado interesado en la introduc-cioacuten de estrategias de ensentildeanza por investigacioacuten que pese a ello encuentra serios obstaacuteculos curriculares para consolidar esta opcioacuten metodoloacutegica como proyecto de aula ciclo o centro

1 Cantildeal P Pozuelos FJ y Traveacute G (2005) Descripcioacuten general y fundamentos Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

- 12 -


El Proyecto INM (6-12) propone una nueva forma de organizar la ensentildean-za a partir de una propuesta integrada de trabajo basada en Aacutembitos de Investi-gacioacuten (AI) definidos como organizadores curriculares referidos a subsistemas de la realidad socionatural que potencialmente puedan suscitar interrogantes de intereacutes para el alumnado promover conocimientos significativos interrelacio-nados y funcionales y permitan desarrollar los objetivos prioritarios del aacuterea de conocimiento del medio y de aacutereas instrumentales relacionadas con el desarrollo de la competencia cientiacutefica en Primaria

Los AI permiten determinar y organizar el conocimiento escolar y el conoci-miento profesional desde nuevos puntos de vista no disciplinares Ello supone una nueva aproximacioacuten a los procesos de disentildeo de la ensentildeanza y de formacioacuten del profesorado

En cuanto a su aportacioacuten a los procesos de desarrollo del curriacuteculo los AI facilitan la conexioacuten entre las propuestas generales que suelen realizar los curriacute-culos disciplinares de etapa o de aacuterea de conocimiento (que generalmente rea-lizan una formulacioacuten del queacute ensentildear en teacuterminos de objetivos y contenidos) y los curriacuteculos de aula (que vienen a desarrollar por lo comuacuten las editoriales constituidos como secuencias de lecciones o unidades didaacutecticas concretas) El AI no soacutelo incluye una propuesta de conocimiento escolar deseable sino que tambieacuten concreta y delimita un conjunto de posibles objetos de estudio y unida-des didaacutecticas que definiraacuten el curriacuteculo de aula y que permitiraacuten el avance de los aprendizajes de acuerdo con la orientacioacuten proporcionada por la propuesta de conocimiento escolar deseable que incorpora cada aacutembito

Los AI no se ocupan tan soacutelo del problema del queacute ensentildear sino que tam-bieacuten afrontan el de coacutemo ensentildear o el de coacutemo intervenir en la formacioacuten del profesorado pero no soacutelo en el plano metodoloacutegico general de las estrategias de ensentildeanza o de formacioacuten sino tambieacuten en el de la determinacioacuten de los posibles objetos de estudio y en el de los procesos concretos de ensentildeanza o formacioacuten que se quieren implementar en la praacutectica

INM (6-12) se compone actualmente de

ndash Dos materiales de fundamentacioacuten para el desarrollo profesional del profe-sorado

1 Descripcioacuten General y Fundamentos2

2 Una Escuela para la Investigacioacuten3


3 Jimeacutenez JR (2006) Un Aula para la Investigacioacuten Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

- 13 -

Proyecto Curricular Investigando Nuestro Mundo (6-12) Investigando las maacutequinas y artefactos

ndash Ocho aacutembitos de investigacioacuten

3 Investigando las Actividades Econoacutemicas4 4 Investigando las Sociedades Actuales e Histoacutericas5 5 Investigando los Seres Vivos6

6 Investigando la Alimentacioacuten Humana7

7 Investigando los Ecosistemas 8 Investigando los Asentamientos Humanos 9 Investigando las Maacutequinas y Artefactos8

10 Investigando la Tierra y el Universo

La propuesta didaacutectica que realiza INM (6-12) constituye un entramado de co-nocimientos imbricado en un proyecto que consideramos atractivo coherente y ri-guroso capaz de realizar una propuesta curricular integrada para la etapa primaria que serviraacute de base para la contextualizacioacuten que efectuacuteen los profesores y equipos docentes interesados en disentildear sus propios proyectos de aula ciclo y colegio

Este proyecto curricular que como hemos visto estaacute basado en aacutembitos de investigacioacuten pretende ser un instrumento de transformacioacuten curricular Para ello estructura los procesos de investigacioacuten que se desarrollen a lo largo de una determinada etapa o ciclo educativo superando procesos episoacutedicos orienta el conocimiento profesional ya que en cierta forma los procesos de aprendizaje de los alumnos y de desarrollo profesional de los profesores son paralelos y guardan similitudes y por uacuteltimo facilita los procesos de ensentildeanza-aprendizaje ya que permite disponer de estudios multidisciplinares que proporcionan datos precisos s obre entre otros aspectos los conocimientos cientiacuteficos actuales las concepcio-nes de los alumnos o los problemas a investigar y las posibles unidades didaacutecticas que se pueden abordar en clase

La utilidad del Proyecto Curricular INM (6-12)) dependeraacute baacutesicamente de las decisiones que tomen los propios equipos de profesores para determinar su mejor adaptacioacuten al contexto en que se implementaraacute tratando siempre de con-figurar unos procesos de ensentildeanza-aprendizaje coherentes con los principios de investigacioacuten escolar y de ambientalizacioacuten del curriacuteculo

4 Traveacute G (2006) Investigando las Actividades Econoacutemicas Proyecto Curricular INM (6-12) Se-villa Diacuteada

5 Estepa J (2007) Investigando las Sociedades Actuales e HistoacutericasProyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

6 Cantildeal P(2008) Investigando los Seres Vivos Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada7 Pozuelos FJ Gonzaacutelez A y Traveacute G (2008) Investigando la alimentacioacuten humana Proyecto

Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada8 Criado A y Garciacutea-Carmona A (2011) Investigando las Maacutequinas y Artefactos Proyecto Curricular INM

(6-12) Sevilla Diacuteada

- 15 -

2 iquestPOR QUEacute Y PARA QUEacute enSeNtildeAR SOBRe LAS MAacuteQUinAS en edUCACiOacuten PRiMARiA

Hoy diacutea la tecnologiacutea y sus productos impregnan nuestra vida diaria su pre-sencia es omnipresente en el aacutembito del trabajo el hogar la educacioacuten la cultura y el ocio La investigacioacuten escolar en torno a las maacutequinas y artefactos constituye un marco idoacuteneo para que los escolares de Educacioacuten Primaria aprendan a des-envolverse adecuadamente en la sociedad y cultura actual con unos conocimien-tos tecnoloacutegicos que sean significativos integrados y funcionales en su medio cotidiano y tambieacuten para contribuir al desarrollo de la capacidad criacutetica y la autonomiacutea personal necesaria para realizar contribuciones al desarrollo equili-brado y sostenible de nuestro mundo

Aprender sobre las maacutequinas y artefactos en la etapa de Educacioacuten Primaria ademaacutes de su dimensioacuten competencial para el aprendizaje y desarrollo madura-tivo de los escolares posee un caraacutecter propedeacuteutico pues permitiraacute que eacutestos se inicien en la educacioacuten tecnoloacutegica luego ampliada en la Educacioacuten Secundaria Obligatoria con el estudio elemental del funcionamiento de los mecanismos y operadores maacutes comunes en la vida cotidiana

Boceto de bicicleta de Leonardo da Vinci (1452-1519)

- 16 -


Maacutequinas artefactos y objetivos generales del proyecto

El desarrollo completo de un proyecto tecnoloacutegico en Educacioacuten Primaria por sencillo que pueda ser su planteamiento y adecuacioacuten al nivel de los nintildeos y nintildeas de la etapa requiere el empleo integrado de habilidades tanto intelectuales como manuales las cuales en otras situaciones educativas suelen activarse de forma maacutes separada El aacutembito de las maacutequinas y artefactos contribuye de forma global al desarrollo de los objetivos generales del proyecto INM (6-12)1 (Tabla 21)

Objetivos generales de inM (6-12)

El proyecto se orienta al desarrollo en los escolares de sus

A Capacidades intelectuales

1 Para comprender la realidad natural y social2 Para decidir y actuar en forma autoacutenoma racional y emocionalmente equilibrada 3 Para investigar y resolver problemas4 Para valorar criacuteticamente con fundamento e independencia de juicio y criterios

B Capacidades comunicativas

5 Para comunicarse adecuadamente con otras personas como fuentes y receptoras de infor-macioacuten tanto en forma verbal como no verbal llegando a entender lo que dicen hacen y sienten los demaacutes y capacitaacutendose para conocer comunicar y debatir con fundamento ideas y sentimientos empleando los diversos medios de expresioacuten (oral escrita graacutefica gestual etc)

6 Para interaccionar en forma fructiacutefera con otras fuentes de informacioacuten libros documentos fotocopiados medios informaacuteticos recursos audiovisuales aspectos concretos de la propia realidad a conocer etc

C Capacidades de cooperacioacuten

7 Para colaborar con los compantildeeros en las tareas y contextos escolares8 Para cooperar con los demaacutes en los contextos vivenciales cotidianos9 Para actuar solidariamente

D Conocimientos baacutesicos sobre nuestro mundo como sistema de sistemas materiales

10 Para comprender la forma en que los distintos sistemas materiales terrestres dependen unos de otros y se relacionan entre siacute

11 Para comprender los problemas y riesgos ambientales que afronta el mundo12 Para entender y asumir personalmente los principios en que se ha de fundamentar una inte-

raccioacuten de la humanidad con el medio orientada hacia la sostenibilidad y para actuar cotidia-namente en consecuencia

1 Se desarrollan en el libro Cantildeal P Pozuelos FJ y Traveacute G (2005) Descripcioacuten general y fundamentos Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

- 17 -

E Conocimientos conceptuales vaacutelidos (es decir relevantes significativos funcionales integra-dos evolutivos y duraderos) sobre cada uno de los sistemas materiales que INM (6-12) propone investigar lo que implica

13 Comprender queacute elementos forman parte de cada uno de los sistemas materiales terrestres que incluye nuestra propuesta curricular queacute relaciones mantienen eacutestos entre siacute queacute cam-bios principales experimenta cada uno de estos sistemas en su evolucioacuten y coacutemo estaacuten orga-nizados

14 Aprender significativamente unas primeras formulaciones baacutesicas sobre los principales con-ceptos generales organizadores de nuestra propuesta los de sistema componente del siste-ma interaccioacuten cambio organizacioacuten materia y energiacutea

15 Lograr un aprendizaje vaacutelido de los principales conceptos y modelos relativos a cada aacutembito de investigacioacuten

F Conocimientos procedimentales generales

16 Procedimientos de debate y toma de decisiones dialogar expresar ideas sentimientos y ex-periencias argumentar negociar moderar y decidir

17 Procedimientos de interaccioacuten sensorial-cognitiva con fuentes de informacioacuten atender ob-servar registrar informacioacuten medir experimentar recolectar interrogar leer reflexivamente y seleccionar informacioacuten significativa (en libros revistas Internet planos videos aspectos de la realidad etc)

18 Procedimientos de elaboracioacuten transformacioacuten de informacioacuten y construccioacuten de cono-cimientos ordenar clasificar resumir esquematizar inferir explicar inventar redactar dra-matizar

19 Procedimientos de reconocimiento y formulacioacuten de problemas20 Procedimientos de formulacioacuten de hipoacutetesis o explicaciones 21 Procedimientos de planificacioacuten de tareas actividades y proyectos22 Procedimientos de evaluacioacuten del desarrollo y resultado de tareas actividades y proyectos re-

sumir el desarrollo de procesos analizar causas y consecuencias valorar inventar alternativas

G Actitudes generales

23 Valoracioacuten positiva del conocimiento y la explicacioacuten racional de las cosas y procesos mate-riales en el aacutembito natural y social apreciando esta opcioacuten en su justo valor y diferenciaacutendola de otras formas de conocimiento socialmente organizado tambieacuten valiosas para sus fines tradiciones creencias saber artesanal etc

24 Proteccioacuten del medio ante posibles impactos negativos como punto de partida fundamental para una relacioacuten de la humanidad con la naturaleza orientada hacia la sostenibilidad

25 Negociacioacuten democraacutetica diaacutelogo y tolerancia en la resolucioacuten de los conflictos personales y sociales y en consecuencia rechazo del autoritarismo el dogmatismo la violencia y la guerra como formas de interaccioacuten y resolucioacuten de conflictos

26 Reconocimiento geneacuterico de la diversidad de paiacuteses culturas y personas como valor positivo27 Respeto a los derechos humanos de todas las personas independientemente de su edad geacute-

nero nacionalidad u origen eacutetnico28 Reconocimiento del valor de la autonomiacutea intelectual y moral en las personas la creatividad

y la innovacioacuten en la resolucioacuten de los problemas personales y sociales29 Valoracioacuten positiva de estilos de vida saludables orientados a la prevencioacuten y promocioacuten de

la salud

Tabla 21 Objetivos generales de INM (6-12)

- 18 -


El aacutembito de las maacutequinas y artefactos aglutina de forma natural diferentes conocimientos sobre el medio natural social y cultural asiacute como del matemaacutetico Se presta a desarrollar la inteligencia y el pensamiento divergente de los escolares de Educacioacuten Primaria a traveacutes del disentildeo la construccioacuten y manipulacioacuten de maacutequinas y artefactos sencillos En efecto la comprensioacuten del funcionamiento el manejo y la construccioacuten de maacutequinas y artefactos puede contribuir a ese desa-rrollo porque los contenidos involucrados dotan de sustancia y significado a cier-tas estructuras loacutegicas y matemaacuteticas que favorecen la iniciacioacuten del alumnado al establecimiento de relaciones entre variables la determinacioacuten de relaciones causandashefecto el reconocimiento de situaciones de multicausalidad la diferencia-cioacuten de relaciones funcionales

Boceto de maacutequina de volar de Leonardo da Vinci (1452-1519)

El planteamiento y desarrollo de pequentildeos proyectos tecnoloacutegicos relaciona-dos con las maacutequinas propicia una implicacioacuten activa de los escolares en el pro-ceso de aprendizaje Su realizacioacuten promueve el desarrollo de la creatividad y de habilidades de resolucioacuten de problemas a traveacutes del disentildeo de tareas especiacuteficas y adecuadas a las capacidades de los escolares de la etapa de Primaria Tambieacuten contribuye a que el alumnado consiga ser maacutes autoacutenomo En efecto los errores cometidos y las dificultades que surgen durante la ejecucioacuten del proyecto re-quieren que los escolares aprendan a planificar estrategias que les permitan su-perarlos y consecuentemente progresar satisfactoriamente en el mismo Lo cual favorece de manera significativa un aumento de la autoestima de los escolares asiacute como actitudes de responsabilidad Por tanto la importancia educativa de un

- 19 -


proyecto tecnoloacutegico en la etapa de Primaria estriba maacutes que en la obtencioacuten maacutes o menos exitosa del producto final en el propio proceso de disentildeo planifi-cacioacuten y desarrollo

Cuando se emprende el disentildeo y la ejecucioacuten de un proyecto de artefacto tec-noloacutegico en la escuela se promueve el trabajo (y aprendizaje) cooperativo y se potencian haacutebitos de responsabilidad de negociacioacuten etc Asimismo los arte-factos y sus diversas representaciones permiten reforzar en los escolares distintas formas de comunicacioacuten (competencia comunicativa) que ademaacutes pueden ir derivando en el uso de un lenguaje maacutes proacuteximo al cientiacutefico-tecnoloacutegico

La investigacioacuten escolar sobre maacutequinas y artefactos favorece ademaacutes en los escolares el desarrollo de una actitud de respeto y entendimiento mutuo Esto convierte al aacutembito en un escenario educativo idoacuteneo para intentar generalizar entre los escolares la idea de que es necesaria una interaccioacuten responsable de la humanidad con el medio en aras de lograr un desarrollo sostenible de nuestro planeta Y que para ello hemos de actuar de forma consecuentemente en nuestra vida diaria

La indagacioacuten sobre el mecanismo y funcionamiento de maacutequinas y artefac-tos permite a los escolares de Educacioacuten Primaria iniciarse en el conocimien-to tecnoloacutegico fundamentalmente en relacioacuten con los conceptos principios y relaciones baacutesicas que tienen lugar en tales dispositivos y sobre la naturaleza e historia de la tecnologiacutea Durante la ejecucioacuten del proyecto los alumnos se implican en profundidad en crear y transformar representaciones y modelos de artefactos Al familiarizarse con el uso de modelos los escolares pueden evolu-cionar desde la caracterizacioacuten maacutes simple hasta niveles maacutes abstractos de los mismos Esto es desde el uso de modelos icoacutenicos ndasho maquetasndash que soacutelo tratan de reproducir lo maacutes fielmente posible la imagen fiacutesica de los artefactos rea-les que representan hasta modelos maacutes complejos que centran la atencioacuten en describir la funcioacuten de los operadores tecnoloacutegicos que los componen (modelos analoacutegicos)

Los procedimientos habilidades y destrezas de los escolares tienen un especial desarrollo en el aacutembito de las maacutequinas y artefactos En efecto la investigacioacuten escolar en torno a dispositivos tecnoloacutegicos puede contribuir al desarrollo de cierta sensibilidad y estado de atencioacuten hacia el reconocimiento y abordaje de problemas Ello conlleva la necesidad de inventar soluciones formular hipoacutetesis o explicaciones asiacute como disentildear y construir sencillos artefactos En particu-lar con la manipulacioacuten de dispositivos tecnoloacutegicos experimentan progresos las habilidades psicomotrices y motoacutericas que comprenden habilidades como la kinesteacutesica (tambieacuten llamada inteligencia corporal) la taacutectil y la inteligencia praacutectica las cuales estaacuten muy relacionadas con la mayor parte de la actividad hu-

- 20 -


mana y resultan esenciales para la supervivencia Ademaacutes estaacuten intriacutensecamente relacionadas las competencias relativas al disentildeo y planificacioacuten de las tareas de un proyecto asiacute como las referidas a la evaluacioacuten de las mismas

Ademaacutes de las actitudes que ya han sido mencionadas cabe destacar que este aacutembito puede contribuir al desarrollo del ldquocompromiso emocional del pensa-miento tecnoloacutegicordquo en el sentido de que los escolares adopten una actitud activa y emprendedora con vistas a tener iniciativas asumir retos e implicarse per-sonalmente en abordar la resolucioacuten de problemas tecnoloacutegicos perseverando hasta resolverlos

Boceto de maacutequina tipo catapulta de Leonardo da Vinci (1452-1519)

iquestcoacuteMo lograr que los conociMientos sobre las Maacutequinas y artefactos se conecten con los correspondientes a los deMaacutes aacuteMbitos de investigacioacuten del proyecto

Una opcioacuten globalizadora de la propuesta implica establecer conexiones na-turales entre los conocimientos sobre las maacutequinas y artefactos y el resto de aacutembitos de INM (6-12) Estas conexiones deben emanar de forma natural y no forzada de los posibles viacutenculos que desde un punto de vista realista pueden hacer los escolares de Primaria Ademaacutes de las cuestiones que espontaacuteneamente surjan en cada aula se pueden considerar objetos de estudio centrados en pro-blemas inter-aacutembitos similares a los que sugerimos a continuacioacuten a modo de ejemplos

- 21 -


Problemas en relacioacuten con el aacutembito de las sociedades humanas2

bull iquestCoacutemo ha influido el desarrollo histoacuterico de herramientas y maacutequinas en las actividades de la vida cotidiana iquestQueacute cambios se pueden considerar

bull En los cambios enunciados en la cuestioacuten anterior iquestqueacute ventajasinconvenien-tes se pueden considerar para las personas y su desenvolvimiento en el medio

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de los asentamientos humanos

bull iquestQueacute maacutequinas son maacutes visibles y comunes en las ciudades iquestQueacute funciones cumplen

bull iquestQueacute beneficios y queacute perjuicios causan

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de la alimentacioacuten humana3

bull iquestQueacute herramientas y maacutequinas empleamos en casa para preparar nuestros alimentos

bull iquestQueacute herramientas y maacutequinas se emplean en la agricultura la ganaderiacutea y la industria alimentaria para preparar nuestros alimentos

bull iquestQueacute papel tiene la alimentacioacuten en el funcionamiento de nuestro cuerpo iquestQueacute similitud se puede establecer con el funcionamiento de una maacutequina

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de los seres vivos4

bull iquestQueacute animales se valen de herramientas rudimentarias para conseguir sus propoacutesitos iquestQueacute herramientas son las que usan esos animales coacutemo y para queacute las utilizan

bull iquestExisten similitudes entre las funciones de comunidades de animales gre-garios como las hormigas o las abejas y las funciones de los operadores tecnoloacutegicos que componen una maacutequina compleja

bull iquestQueacute funcioacutens de un ser vivo son similares a las de una maacutequina

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de la economiacutea5

bull Maacutequinas cotidianas y economiacutea domeacutestica iquestHasta queacute punto son una in-versioacuten rentable iquestQueacute balance lsquotiempogasto econoacutemicoprestacionesrsquo se puede considerar en maacutequinas de uso cotidiano en una familia

2 Estepa J (2007) Investigando las Sociedades Actuales e Histoacutericas Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

3 Pozuelos FJ (2008) Investigando la alimentacioacuten humana Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada4 Cantildeal P (2008) Investigando los seres vivos Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada5 Traveacute G (2006) Investigando las Actividades Econoacutemicas Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

- 22 -


bull Maacutequinas cotidianas y economiacutea iquestHasta queacute punto son una inversioacuten ren-table iquestQueacute balance lsquotiempogasto econoacutemicoprestacionesrsquo se puede consi-derar en maacutequinas de uso cotidiano en la sociedad

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de los ecosistemas

bull Hay entornos que se reproducen en museos y parques temaacuteticos iquestQueacute fun-ciones desarrollan las maacutequinas que intervienen en dicha representacioacuten

bull iquestQueacute beneficios y perjuicios pueden causar las maacutequinas que usa el hombre en los ecosistemas

Problemas en relacioacuten con el aacutembito de la Tierra y el Universo

bull iquestQueacute maacutequinas se utilizan para la exploracioacuten y el conocimiento de la Tie-rra y el Universo

bull iquestCoacutemo es la alimentacioacuten energeacutetica de dichas maacutequinas bull La vida de un astronauta dentro de un sateacutelite o una nave iquestQueacute papel tie-

nen las maacutequinas en ella bull iquestQueacute dificultades presenta el lanzamiento y el aterrizaje de las naves espa-

ciales

El enfoque globalizador del aacutembito a traveacutes del planteamiento y abordaje de preguntas como las anteriores favoreceraacute una visioacuten integral y realista de la inci-dencia de las maacutequinas en el desarrollo cientiacutefico-tecnoloacutegico econoacutemico social y cultural de nuestro mundo Lo cual ademaacutes proveeraacute a los escolares de un conocimiento uacutetil y praacutectico que les ayudaraacute a tomar decisiones responsables ante problemas o situaciones controvertidas en relacioacuten con el uso yo disentildeo de determinadas maacutequinas y artefactos y sus consecuencias

- 23 -

3 iquestQUEacute deBeRIacuteAn SABeR LOS MAeSTROS SOBRe MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS PARA enSeNtildeAR SOBRe eSTOS

El conocimiento cientiacutefico-tecnoloacutegico actual en torno a las maacutequinas y ar-tefactos es amplio y complejo Su ensentildeanza en Educacioacuten Primaria requiere por tanto de una adecuada adaptacioacuten a las caracteriacutesticas de la etapa Por un lado hay que plantearse queacute conocimientos del aacutembito resultan maacutes uacutetiles para el desenvolvimiento del profesorado y por otro queacute nivel de profundizacioacuten y adaptacioacuten de los mismos es maacutes adecuado en los distintos niveles de la etapa

El conocimiento cientiacutefico-tecnoloacutegico ha sido abordado tradicionalmente en las escuelas desde una perspectiva esencialmente analiacutetica esto es mediante un desglose ndasha veces forzadondash del conocimiento en distintas partes que luego son estudiadas de forma inconexa y descontextualizada El proyecto INM (6-12) opta sin embargo por una ensentildeanza global integradora y contextualizada Esta visioacuten de la ensentildeanza implica que el estudio de objetos y fenoacutemenos no debe ser fragmentado sino abordado con un enfoque sisteacutemico Como veremos despueacutes tal enfoque considera los objetos de estudio en el contexto de sistemas con una estructura constituida por elementos que se organizan con el fin de desempentildear una determinada funcioacuten interaccionando entre ellos y con el medio que rodea al sistema y sufriendo cambios o transformaciones a consecuencia de dichas in-teracciones

El enfoque sisteacutemico en la medida en que prioriza el establecimiento de co-nexiones contribuye al desarrollo de conocimientos significativos y puede con-tribuir por ello a la mejora del conocimiento profesional de los maestros que es necesario para promover una educacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica actual en la Edu-cacioacuten Primaria

el saber profesional necesario para ensentildear sobre las Maacutequinas y artefactos

El desarrollo cientiacutefico-tecnoloacutegico plantea la necesidad de revisar y renovar el conocimiento profesional docente Exige que se conjuguen adecuadamente los conocimientos adquiridos en la formacioacuten inicial con los que proveen las cien-

- 24 -


cias y las nuevas tendencias educativas como las propuestas de ensentildeanzaapren-dizaje por investigacioacuten que incorpora el proyecto INM (6-12)1

La investigacioacuten escolar define un proceso de ensentildeanzaaprendizaje prota-gonizado por el planteamiento de situaciones-problema maacutes o menos abiertas que son abordadas mediante estrategias escolares de caraacutecter investigador pla-nificadas convenientemente por el profesor y los escolares Esto supone frecuen-temente la necesidad de un cambio bastante acentuado en la mentalidad y en las actuaciones docentes a veces difiacutecil de llevar a cabo teniendo en cuenta que es poco frecuente que hayamos tenido una vivencia educativa similar en nuestra formacioacuten inicial Consecuentemente el cambio hacia este modelo educativo debe sustentarse en una fuerte motivacioacuten profesional hacia esta opcioacuten didaacutec-tica y sus presupuestos baacutesicos que pueden consultarse en Cantildeal Pozuelos y Traveacute (2005)

Desde el aacutembito de las maacutequinas y artefactos dicha actitud de cambio y re-novacioacuten pedagoacutegica puede verse animada baacutesicamente por el aliciente que su-pone embarcarse en tareas cuya finalidad y resultados pueden vislumbrarse de manera inmediata El disentildeo construccioacuten o mejora de una maacutequina o artefac-to para satisfacer necesidades reales implica poner en marcha un conocimien-to praacutectico que estaraacute condicionado por todas las dificultades y limitaciones de cualquier proyecto real por simple que eacuteste pueda ser pero provisto de una fina-lidad concreta que suele ser bien asimilada por el alumnado (por ejemplo arre-glar un juguete o desarrollar un invento) Un conocimiento praacutectico que puede realimentarse del conocimiento cientiacutefico y tiene un caraacutecter activo y funcional lo que le proporciona una gran entidad educativa y le hace muy adecuado para la Educacioacuten Primaria

Como es obvio en todo esto es esencial el papel del maestro El eacutexito del pro-ceso educativo vendraacute determinado fundamentalmente por lo sugerentes que resulten los problemas praacutecticos que se proponga abordar y por el suministro de ideas y recursos que ayuden a los alumnos a culminar sus proyectos tecnoloacutegicos Para ello es preciso sin duda que los docentes desarrollemos un saber profesional especiacutefico basado en una adecuada comprensioacuten de aquellos modelos y esque-mas baacutesicos que permiten describir e interpretar las maacutequinas y artefactos como sistema objeto de estudio

1 Jimeacutenez JR (2006) Un aula para la investigacioacuten Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada

- 25 -

la perspectiva sisteacuteMica sobre las Maacutequinas y artefactos2

Como adelantaacutebamos para acercarnos a un conocimiento baacutesico sobre las maacutequinas y artefactos desde una perspectiva global y transversal realizaremos un anaacutelisis descriptivo del sistema que puede constituir este aacutembito Como todo sistema se consideraraacuten los elementos que lo forman las relaciones e interacciones que existen entre esos elementos y con el entorno las formas y niveles de orga-nizacioacuten asiacute como los cambios que pueden darse en dicho sistema (Figura 31)

Figura 31 Enfoque sisteacutemico para el aacutembito de las maacutequinas

niveles de organizacioacuten en las maacutequinas

Cuando hablamos de maacutequinas podemos aproximarnos a ellas considerando diferentes niveles de organizacioacuten el nivel de maacutequina simple3 (formado por un solo operador tecnoloacutegico) el nivel de maacutequina compleja (formado por varios operadores interconectados) y el nivel de sistema de maacutequinas (formado por va-rias maacutequinas coordinadas) Asiacute una maacutequina de coser puede ser contempla-da en su conjunto como un sistema con una funcioacuten concreta coser Tambieacuten

2 A partir de aquiacute hablaremos soacutelo de maacutequinas refirieacutendonos tambieacuten a los artefactos Su omisioacuten se debe exclusivamente a una cuestioacuten de agilizacioacuten del texto escrito

3 Noacutetese que en la figura 32 hemos considerado maacutequina simple en oposicioacuten a maacutequina compleja con un criterio cotidiano a fin de facilitar la transicioacuten al lenguaje maacutes cientiacutefico-teacutecnico que implicariacutea indicar operador tecnoloacutegico agrave sistema teacutecnico Claacutesicamente las maacutequinas simples se han circunscrito a los ope-radores mecaacutenicos formados por soacutelidos riacutegidos La maacutequinas simples claacutesicas son de seis tipos palancas poleas sistema rueda-eje riacutegidamente unidos plano inclinado (rampa) tornillo y cuntildea

COMPONENTES

INTERACCIONES

ORGANIZACIOacuteN

CAMBIOS

MAacuteQUINA

- 26 -


MAacute

QU

INA

S

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

SIST

EMA

S D

E M

AacuteQ

UIN

AS

PRO

DU

CTO

S EN

SER

IE

Med

iant

e un

C

AD

ENA

S D

E M

ON

TAJE

C

OM

PLEJ

AS

SIM

PLES

FAacuteB

RIC

AS

Y

TALL

ERES

CO

OR

DIN

AC

IOacuteN

DE

REC

UR

SOS

HU

MA

NO

S

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

1er G

eacutener

o

Con

stitu

yen

2ordm G

eacutener

o 3e

r Geacuten

ero

Com

bina

cioacuten

Pole

as

Son

una

De

Torn

illo

Pa

lanc

a

Pinz

as

Tije

ras

Com

o

Car

reti

lla

Com

o

Com

o

Se o

rgan

izan

en

Perm

iten

fabr

icar

Com

o

Req

uier

en la

GR

AD

O D

E C

OM

PLEJ

IDA

D

Aut

omoacutev

il

Com

o

Pued

en se

r

AU

TOM

AacuteTI

CO

MA

NU

AL

Pued

e se

r

Coo

rdin

an su

Man

ivel

a

Cir

cuit

o el

ectr

oacutenic

o

Com

o

Com

o

Pued

e se

r

TEC

NO

LOG

IacuteA

EMPL

EAD

A

Com

o

Teacuterm

icas

Mec

aacutenic

as

Elec

troacuten

icas

Elec

trom

agneacute

tica

s

Pued

en se

r

Se o

rden

an se

guacuten

Oacutep

tica

s

Figu

ra 3

2 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as s

eguacute

n s

u n

ivel

de

orga

niz

acioacute

n

- 27 -


pueden considerarse cuaacuteles son las piezas que la componen (aguja prensa-telas tensores del hilohellip) coacutemo son esas piezas (operadores tecnoloacutegicos) queacute papel tienen dentro de la maacutequina y coacutemo se coordinan entre siacute Asimismo la maacute-quina de coser puede ser una maacutes de las que integran el conjunto de maacutequinas de una faacutebrica textil donde unas cortan tejidos otras los tintildeen los planchan los transportan etc Por tanto tenemos un primer nivel de organizacioacuten que contemplariacutea piezas elementales que pueden ser maacutequinas simples como una polea una palanca o cualquier otro operador tecnoloacutegico El segundo nivel de organizacioacuten seriacutea un conjunto de operadores tecnoloacutegicos que funcionan coor-dinados y regulados para realizar una funcioacuten especiacutefica dando asiacute lugar a una maacutequina compleja Por uacuteltimo y como tercer nivel de organizacioacuten podriacuteamos considerar el de sistema de maacutequinas o faacutebricas

iquestQueacute nivel de organizacioacuten puede ser maacutes accesible y adecuado en Educacioacuten Primaria Pues aquel que muestre a las maacutequinas tal como las conocen los chicos en su vida cotidiana es decir el segundo nivel de organizacioacuten antes considerado Eacuteste nivel permite una aproximacioacuten a las maacutequinas que permitiraacute analizar los rasgos maacutes evidentes de su funcioacuten y uso habituales

Despueacutes partiendo de dicho nivel pasariacuteamos a reconsiderar la mera y tradi-cional distincioacuten entre maacutequinas ldquosimplesrdquo y ldquocomplejasrdquo aportando una clasi-ficacioacuten maacutes cientiacutefico-tecnoloacutegica de las mismas Asiacute ademaacutes de que los chicos aprendan a identificar una polea una rampa o una palanca como ldquomaacutequinas simplesrdquo deberiacutean considerarse otros operadores tecnoloacutegicos como interrup-tores diodos LED etc que utilizan o ven a menudo en su entorno habitual Es decir no soacutelo se deberiacutea limitar la cuestioacuten a los operadores mecaacutenicos sino que aprendiesen tambieacuten a identificar otros operadores como los teacutermicos eleacutectricos oacutepticos etc De esta forma los nintildeos iriacutean ampliando su concepcioacuten de maacutequina

De los niveles de organizacioacuten mencionados se extenderiacutea finalmente el co-nocimiento escolar a los sistemas de maacutequinas como las cadenas de montaje y en general las faacutebricas con lo que ello conlleva de coordinacioacuten de recursos tecnoloacutegicos humanos etc

En cuanto a la organizacioacuten y regulacioacuten de las maacutequinas iquestqueacute es lo que per-mite que la maacutequina mantenga su identidad y funcione Los procesos desarro-llados por la maacutequina se organizan mediante la regulacioacuten de las interacciones que tienen lugar en la misma gracias a la estructura y maacutes particularmente el chasis que sostiene cada elemento en su lugar asiacute como el sistema o sistemas de control que permiten la coordinacioacuten espaciondashtemporal entre los elementos y entre los diversos pasos en el proceso desarrollado Asiacute podemos encontrarnos el caso sencillo de extender o recoger un toldo mediante una manivela (sistema de control manual) conectada al eje donde eacuteste se encuentra enrollado o el caso

- 28 -


complejo de una lavadora cuyos ldquoreleacutesrdquo se encargan de accionar la entrada de agua la bomba de evacuacioacuten de eacutesta y el giro del motor a mayor o menor nuacute-mero de revoluciones

La regulacioacuten del funcionamiento de un solo operador es muy simple o trans-mite energiacutea (como en una palanca) o la transforma (como en una bombilla) o la acumula (como ocurre en un muelle) La coordinacioacuten en una maacutequina suele ser compleja y no digamos en un sistema de maacutequinas Por tanto en Educacioacuten Primaria seriacutea conveniente comenzar por estudiar la coordinacioacuten secuencial en sistemas de unos pocos operadores o simultaacutenea en el caso de tres o cuatro ope-radores como mucho

En el nivel de organizacioacuten de sistema de maacutequinas o faacutebrica la organizacioacuten que regula los procesos desarrollados viene dada por la direccioacuten de la faacutebrica los departamentos de coordinacioacuten los programas informaacuteticos empleados etc En este nivel la organizacioacuten requiere considerar la coordinacioacuten de recursos y la evaluacioacuten de muy diferentes factores (calidad economiacutea impacto ambiental etc) En Educacioacuten Primaria se puede aprender la relevancia y las ventajas de la organizacioacuten abordando proyectos tecnoloacutegicos como puede ser la construccioacuten de artefactos sencillos que requieran todas las fases de planificacioacuten asiacute como la evaluacioacuten del dispositivo

En la figura 32 se muestra un esquema de este enfoque sisteacutemico para las maacute-quinas en cuanto a sus niveles de organizacioacuten y su regulacioacuten

Componentes del sistema ldquomaacutequinardquo unidad y diversidad

Aun cuando existe una gran diversidad de maacutequinas todas ellas tienen carac-teriacutesticas comunes La maacutes representativa y universal es que son dispositivos que facilitan (de diferentes maneras) el trabajo o actividad que deseamos realizar por ejemplo ahorrando tiempo en la ejecucioacuten de la tarea Esta unidad y diversidad se manifestaraacute en los niveles de organizacioacuten que antes hemos considerado el nivel de operador tecnoloacutegico el nivel de maacutequina compleja y el nivel de sistemas de maacutequinas o faacutebricas (Figura 33)

En el nivel de operador tecnoloacutegico encontramos operadores de muy diferente naturaleza desde una rueda dentada como el plato de la bicicleta hasta un diodo LED de los que nos indican que el aparato eleacutectricoelectroacutenico que lo contiene recibe sentildeal Entre ellos hay grandes diferencias de tamantildeo de peso y en los materiales que los componen Tambieacuten son diferentes los papeles especiacuteficos que juegan Asiacute la rueda dentada tiene como finalidad transmitir movimiento fuer-zas energiacutea el diodo LED emitir luz de un determinado color al paso de una tenue corriente eleacutectrica Sin embargo comparten la caracteriacutestica comuacuten de ser

- 29 -


Figu

ra 3

3 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s co

mp

onen

tes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Son

FUN

CIO

NES

MEC

AN

ISM

O

ESFU

ERZ

O

FIacuteSI

CO

M

OTO

RES

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Med

iant

e

Teacuterm

icos

Elec

troacuten

icos

Mec

aacutenic

os

De

las

- So

port

e -

Con

exioacute

n -

Org

aniz

acioacute

n -

Prot

ecci

oacuten

- Se

guri

dad

hellip

ndash Er

gono

miacutea

ndash

Esteacute

tica

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Tran

sform

a la

Prop

orci

onan

la

Act

ivan

su

CH

ASI

S

OPE

RA

DO

RES

Con

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA E

XTE

RN

A

Perm

ite re

aliz

ar la

s

De

las

Son

en siacute

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

Proc

ede

de u

na

ESTR

UC

TUR

A

Con

stan

de

Es c

oord

inad

o po

r un

De

las

Su fu

ncioacute

n es

de

Del

Com

pone

n el

Elec

trom

agneacute

tico

s

Term

oacutemet

ro

Mue

lle

LED

Inte

rrup

tor

Pued

en se

r

Com

o

Oacutep

tico

s Le

nte

Empl

ean

(a

lgun

as d

e el

las)

D

IVER

SAS

MA

TER

IAS

PRIM

AS

MAacute

QU

INA

S

Sobr

e la

s que

re

aliz

an

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

Com

o

Com

o

Com

o Com

o

- 30 -


las piezas elementales con una funcioacuten especiacutefica dentro de un sistema teacutecnico que coordinadas con otros operadores posibilitan que la maacutequina compleja rea-lice su cometido

Asimismo en todo operador tecnoloacutegico podemos realizar un anaacutelisis de la energiacutea puesta en juego identificar queacute ente fiacutesico la aporta y queacute tipo de energiacutea es Podemos analizar tambieacuten si esa energiacutea es o no transformada en otro tipo de energiacutea si el operador facilita la tarea porque permite un aporte energeacutetico instan-taacuteneo menor aunque se ampliacutee el tiempo de ejecucioacuten de la misma (como ocurre en las rampas) o bien si la funcioacuten del operador consiste en cualquier otro cambio

Gran parte de los operadores tecnoloacutegicos son comunes en muy diversas maacute-quinas Por ejemplo en las maacutequinas con motor eleacutectrico (cochecito eleacutectrico lavadora secador maquinilla de afeitarhellip) es frecuente encontrar dos poleas de diaacutemetros diferentes y una correa de transmisioacuten (una reductora) En los vehiacute-culos siempre hay engranajes entre las herramientas existen muchas palancas etc En las maacutequinas eleacutectricas siempre hay cables conductores piezas aislantes interruptores etc

En Educacioacuten Primaria podemos llamar la atencioacuten de los escolares sobre las maacutequinas simples y operadores que existen de forma palpable en su vida cotidia-na operadores mecaacutenicos (como la polea de la persiana que sencillamente cam-bia el sentido de la fuerza que hacemos) termoacutemetros (como los que nos permite comprobar si tenemos fiebre o el que tiene un horno de cocina) dispositivos coordinados con eacutestos para desactivar o avisar cuando se alcance una determinada temperatura etc Seraacute interesante que identifiquen y conozcan un nuacutemero pru-dente de operadores comunes en diferentes maacutequinas y artefactos Por ejemplo si pensaacutesemos en que aprendan las caracteriacutesticas de las palancas se les presenta-riacutean dos como pares antagoacutenicos La palanca de primer geacutenero (como la pareja de palancas que componen unas tijeras o unos alicates) donde se multiplica la fuerza que hacemos (conservaacutendose el producto ldquofuerza x desplazamientordquo) y la palanca de tercer geacutenero (como el brazo humano o una pala) donde la fuerza que hacemos es mayor que la carga que soporta la palanca pero a cambio ganamos en movilidad maniobrabilidad yo precisioacuten (como ocurre con unas pinzas)

En los niveles superiores de la etapa pueden realizarse algunos anaacutelisis y ba-lances cualitativos de tipos de energiacutea de manifestacioacuten maacutes visible como la cineacute-tica la teacutermica etc Mientras que en los niveles maacutes elementales se identificaraacuten otras variables maacutes perceptibles (nuacutemero de revoluciones por unidad de tiempo fuerza a realizar distancia recorrida) y los cambios que las afectan

En el nivel de maacutequina compleja encontraremos que su estructura consiste en un conjunto de operadores insertados en un chasis que no soacutelo sirve de soporte sino tambieacuten como medio de conexioacuten entre ellos teniendo ademaacutes otras fun-

- 31 -


ciones (ergonoacutemica de proteccioacuten etc) Pero diferentes maacutequinas estaraacuten com-puestas de muy diversos tipos de operadores y sus chasis tambieacuten pensemos por ejemplo en el cuadro de una bicicleta o en el chasis que alberga el motor de un coche de juguete

El anaacutelisis y balance de la energiacutea en las maacutequinas complejas seriacutea similar al de las maacutequinas simples Es decir considerando queacute tipo de energiacutea acciona su funcionamiento queacute fuente de energiacutea la genera y queacute energiacutea proporciona la maacutequina sin olvidar que durante el proceso hay una energiacutea disipada (tambieacuten denominada energiacutea degradada) sin posibilidad de ser utilizada

En Educacioacuten Primaria lo ideal seriacutea iniciar una viacutea que lleve en el uacuteltimo ciclo a identificar en una maacutequina algo maacutes que lo meramente perceptible desde el exterior (como por ejemplo ldquolos botonesrdquo) Se tratariacutea de que el alumnado entienda que para que la maacutequina funcione necesita un aporte energeacutetico (de ahiacute que haya que ldquoenchufarlardquo) y que para poder hacer la tarea o funcioacuten para la que ha sido disentildeada necesita de una estructura y mecanismo En este senti-do seriacutea interesante que lleguen a identificar algunos operadores comunes en maacutequinas de uso cotidiano como hemos dicho antes e incluso construirlos Por ejemplo si los chicos comprenden los aspectos funcionales de una articulacioacuten como la del codo (palanca de tercer geacutenero) pueden construir un modelo de codo Su construccioacuten consistiriacutea baacutesicamente en montar un sencillo artefacto que posea el punto de apoyo en el lugar adecuado entre la fuerza motora y la carga (Figura 34) relegando a un segundo plano los aspectos morfoloacutegicos (modelo icoacutenico) de la forma del brazo

Figura 34 a) Esquema geneacuterico de una palanca de tercer geacutenero b) Descripcioacuten de la accioacuten de un brazo como palanca de tercer geacutenero

- 32 -


En el nivel de sistemas de maacutequinas o faacutebricas se tratariacutea de identificar algunos de los elementos maacutes conocidos y comunes dentro de la diversidad de faacutebricas (por ejemplo las cintas transportadoras) y tener en cuenta otros que pueden ser menos evidentes para los chicos de estas edades pero que son fundamentales como es el factor humano

En Educacioacuten Primaria la programacioacuten de visitas escolares a faacutebricas puede ser un buen modo de abordar la identificacioacuten de sus elementos baacutesicos

interacciones

De todas las relaciones que puede haber entre los componentes de una maacutequi-na mientras funciona hay una de la que ya venimos hablando y que es esencial la relacioacuten que existe entre la energiacutea necesaria para hacer funcionar la maacutequina (aporte energeacutetico de entrada) y la porcioacuten de eacutesta que es capaz de aprovechar (energiacutea uacutetil de salida) para desempentildear su tarea o funcioacuten correspondiente Es fundamental que los escolares se acostumbren a realizar balances de energiacutea a fin de abandonar la idea de que la energiacutea puede crearse o desaparecer y asimilen uno de los principios baacutesicos de la naturaleza el principio de la conservacioacuten de la energiacutea

Pensemos por ejemplo en los coches Normalmente el motor de un coche soacutelo es capaz de aprovechar alrededor del 25 de la energiacutea que necesitan para funcionar cuando se desplaza por carretera El 75 restante de energiacutea que no ha sido aprovechada por el motor (energiacutea disipada) se emite al medio a traveacutes de los gases que expulsa el ruido que hace y el calor que desprende (por eso los motores tienen un refrigerador) Sin embargo mientras funcione el motor siem-pre se cumpliraacute la relacioacuten indicada en la figura 35

Figura 35 Balance de energiacutea en una maacutequina

- 33 -


Figu

ra 3

6 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s in

tera

ccio

nes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

MAacute

QU

INA

S

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

ERG

EacuteTIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

M

AG

NIT

UD

ES F

IacuteSIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

M

ATE

RIA

LES

(QU

IacuteMIC

AS)

Son

Mec

aacutenic

a

Elec

trom

agneacute

tica

Teacuterm

ica

R

eacc

ione

s de

co

mbu

stioacute

n

Med

iant

e

- D

imen

sion

es

- Fu

erza

-

Vel

ocid

ad

- M

omen

tos l

inea

l y a

ngul

ar

- Te

mpe

ratu

ra

- R

esis

tenc

ia

hellip

Com

o

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Tra

nsfo

rmad

a (Uacutetil)

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

Mot

ores

de

com

bust

ioacuten

exte

rna

o in

tern

a

Com

o

Tiem

po

Esfu

erzo

s TA

REA

S

Sirv

en p

ara

Efic

ienc

ia

Prec

isioacute

n

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA

EXTE

RN

A

A p

artir

de

Opt

imiz

ando

Pued

en p

rodu

cir

Cum

plieacute

ndos

e qu

e

REN

DIM

IEN

TO E

NER

GEacuteT

ICO

Con

cie

rto

Com

odid

ad

Rea

lizar

OB

JETO

S

SUST

AN

CIA

S

FEN

OacuteM

ENO

S E

TC

Gen

erar

- 34 -


Teniendo en cuenta el balance energeacutetico general anterior surge el concepto de rendimiento energeacutetico de una maacutequina que da idea de la energiacutea que es capaz de aprovechar a partir la energiacutea de entrada y consecuentemente de las peacuterdidas de energiacutea que tienen lugar en la maacutequina

Ligado a lo anterior otra cuestioacuten clave en las maacutequinas es su capacidad de transformar la energiacutea de entrada en otro tipo de energiacutea maacutes apropiada para desempentildear la funcioacuten para la cual fue disentildeada Si volvemos a pensar en un co-che veremos que existe una relacioacuten entre la energiacutea que aporta el combustible la magnitud de la carga transportada y la distancia de desplazamiento es decir hay una transformacioacuten de energiacutea quiacutemica (al quemar la gasolina) en energiacutea mecaacutenica Sin embargo como el motor no es una maacutequina perfecta se produ-cen tambieacuten transformaciones energeacuteticas no deseadas debidas al rozamiento principalmente que dan lugar a la porcioacuten de energiacutea no aprovechable Nos re-ferimos por ejemplo al calor que se desprende (transformacioacuten de energiacutea me-caacutenica en teacutermica)

Si bien las interacciones que se pueden considerar en los operadores y maacutequi-nas complejas son fundamentalmente las transformaciones energeacuteticas de unos tipos de energiacutea en otros cabe destacar tambieacuten otras transformaciones como los cambios en magnitudes fiacutesicas (por ejemplo la multiplicacioacuten de fuerzas en una palanca o de la velocidad de rotacioacuten en un sistema de dos ruedas dentadas co-municadas por una cadena) o cambios quiacutemicos (transformaciones de materia) como ocurre en los motores de combustioacuten de los coches cuando se transforma parte de la gasolina en gases o en una olla expreacutes cuando se cocinan los alimen-tos los cuales cambian parte de sus propiedades iniciales emitiendo los gases que proporcionan el olor caracteriacutestico de las comidas

En el nivel de organizacioacuten de maacutequinas es interesante tambieacuten conocer la relacioacuten y conexioacuten entre unos y otros operadores componentes del sistema Por ejemplo en el caso de un sistema eleacutectrico constituido por una pila bombilla y cables conectores la relacioacuten eleacutectrica entre las magnitudes fiacutesicas asociadas a dichos operadores viene dada por la Ley de Ohm

Igualmente en los sistemas de maacutequinas o faacutebricas se podriacutean considerar las relaciones necesarias entre unas maacutequinas y otras las cadenas de montaje las relaciones entre los distintos departamentos de la faacutebrica (produccioacuten envasa-do empaquetado almacenamiento etc) Pero quizaacutes sea todaviacutea maacutes interesante trabajar las interacciones entre el desarrollo industrial con la sociedad y el medio ambiente Se pueden analizar la incidencia que el desarrollo tecnoloacutegico e indus-trial tiene en la vida cotidiana de las personas en la cultura la economiacutea y en el medio ambiente todo ello ademaacutes con miras a que los chicos tomen conciencia de la necesidad de lograr un desarrollo sostenible del planeta Por tanto se estariacutea

- 35 -


conectando asimismo con otros aacutembitos como el de ldquoLas actividades econoacutemi-casrdquo ldquoLa Tierra en el Universordquo o ldquoEcosistemasrdquo

Finalmente seraacute interesante hacer alusioacuten a las relaciones causa-efecto que tienen lugar en las maacutequinas Los escolares deberiacutean llegar a entender que el funcionamiento de las maacutequinas ocurre como consecuencia de una sucesioacuten ordenada y concatenada de procesos o fenoacutemenos que termina dando lugar al producto o efecto deseado Asiacute por ejemplo para hacer funcionar la luz de una bicicleta con una dinamo primero la energiacutea muscular (quiacutemica) del ciclista debe poner en movimiento la rueda de la bici (energiacutea mecaacutenica) a la que va unida por rodadura la dinamo El giro de la rueda pone en movimiento la ruedecilla de la dinamo A continuacioacuten el mecanismo interno de la dinamo transforma la energiacutea cineacutetica recibida en eleacutectrica y finalmente dicha energiacutea eleacutectrica se transforma en la energiacutea luminosa deseada Para ilustrar las relacio-nes causa-efecto en clase pueden resultar uacutetiles montajes de dispositivos en los que por ejemplo una bola que cae por una rampa provoca una accioacuten que da pie a otra y eacutesta a la caiacuteda consecutiva de fichas de dominoacute que puede producir otro efecto etc

En la figura 36 se sintetizan todas estas ideas que acabamos de exponer

Cambios

La nocioacuten de cambio en un sistema lsquomaacutequinarsquo se puede abordar desde diferen-tes puntos de vista que refuerzan su caraacutecter dinaacutemico (Figura 37)

A menudo el funcionamiento de un operador o de una maacutequina es ciacuteclico de forma que la sucesioacuten de cambios que se producen en sus componentes tienen lugar a lo largo del tiempo Asiacute en una rueda o en una polea se pueden conside-rar el nuacutemero de vueltas en la unidad de tiempo A su vez en otra rueda o polea conectada a la primera el nuacutemero de vueltas cambia si tiene distinto diaacutemetro

Sin embargo la entrada y salida de energiacutea de la maacutequina implica cambios de caraacutecter definitivo en el ambiente y en los objetos que interaccionan con la maacute-quina Un coche y su carga alteran su estado de movimiento debido a la accioacuten del motor La chapa de una bebida puede experimentar una deformacioacuten des-pueacutes de que se extrae haciendo palanca con un abrebotellas

En los operadores siempre se produce alguna peacuterdida o ganancia de ener-giacutea teacutermica ya que siempre sufren un cambio de temperatura aunque eacutesta en ocasiones pueda resultar imperceptible Asimismo siempre que hay una trans-formacioacuten de un determinado tipo de energiacutea (eleacutectrica potencial gravitatoria elaacutestica etc) en otro parte de la primera se transforma inevitablemente en ener-

- 36 -


Figura 37 Enfoque sisteacutemico de las maacutequinas desde la perspectiva de sus cambios

SISTEMAS TECNOLOacuteGICOS

MAacuteQUINAS

DETERIORO CON EL TIEMPO

DISENtildeO Y ESTRUCTURA

CONTINUO FUNCIONAMIENTO

Son

FUNCIONALIDAD Y PRESTACIONES

NECESIDADES DE LA SOCIEDAD

EVOLUCIOacuteN EN EL TIEMPO

COMPONENTES

Debido al

De sus

Que

Seguacuten

AVANCES CIENTIacuteFICO-TECNOLOacuteGICOS

ndash Econoacutemicas ndash Sociales ndash Culturales ndash Ergonoacutemicas ndash De Seguridad

hellip

DINAacuteMICOS

Afectan a Pueden ser De las

VIDA UacuteTIL

TIEMPO LIMITADO

Tienen

De

DESGASTE

Cuyo

DISMINUCIOacuteN DE LA EFICIENCIA

De las

REVOLUCIOacuteN INDUSTRIAL

MAacuteQUINA DE VAPOR

PERIODOS HISTOacuteRICOS RELEVANTES

CHIP ELECTRONICO

ERA DE LA INFORMACIOacuteN Y COMUNICACIOacuteN

Han originado Como

Con la invencioacuten de


Gracias a

Sufren

TRANSFERENCIA TRANSFORMACIOacuteN DE

ENERGIacuteA

Producen

TRANSFORMACIOacuteN DE MATERIA

(Algunos tipos o modelos)

giacutea teacutermica que se disipa entre los componentes del sistema y su entorno Esto como ya comentamos antes lleva a que una parte de la energiacutea que se aporta a la maacutequina se transforme en energiacutea teacutermica difiacutecilmente recuperable4 Todo esto lleva consigo cambios en la propia maacutequina Sus piezas se iraacuten desgastando (la banda de la correa de transmisioacuten la cadena sus uniones adquiriraacuten holgura)

4 Esta degradacioacuten inevitable de la energiacutea se explica en teacuterminos del segundo Principio de la Termodinaacutemica

- 37 -


por lo que la maacutequina se iraacute deteriorando con el tiempo experimentando trans-formaciones irreversibles que afectaraacuten a su rendimiento

Por uacuteltimo tambieacuten se puede entender la nocioacuten de cambio en el sentido de que las maacutequinas han ido evolucionando en el tiempo en la eacutepoca de Leonardo da Vinci las piezas (engranajes tornillo sin fin etc) eran normalmente de ma-dera tallada al igual que en la eacutepoca de la antigua Grecia y ahora esas mismas maacutequinas son fundamentalmente metaacutelicas La maacutequina de coser pasoacute de ser accionada por un pedal a ser eleacutectrica y a poseer programadores electroacutenicos para la puntada etc Estos cambios afectan a aspectos muy visibles que se pueden apreciar desde la etapa de Educacioacuten Primaria Un claro ejemplo es el ritmo con el que cambia el tamantildeo y prestaciones de los teleacutefonos calculadoras dispositi-vos para muacutesica etc

probleMas teoacutericos generales para la alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica en torno a las Maacutequinas y artefactos

El anaacutelisis sisteacutemico desarrollado puede ser uacutetil para integrar de forma signi-ficativa nuestros conocimientos profesionales sobre las maacutequinas Sin embargo desde la filosofiacutea del proyecto INM (6-12) orientado a favorecer la construccioacuten de aprendizajes mediante investigacioacuten escolar es importante reflexionar tam-bieacuten sobre aquellos interrogantes baacutesicos que se han planteado en la investiga-cioacuten sobre las maacutequinas y que organizan el conocimiento tecnoloacutegico actual Un listado de preguntas teoacutericas de este tipo puede servir de base para establecer la orientacioacuten de los objetivos de aprendizaje prioritarios para la alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica deseable en la Educacioacuten Primaria

Se trata pues de grandes interrogantes generales que organizaraacuten el conoci-miento escolar deseable en este aacutembito y que permitiraacuten la estructuracioacuten pro-gresiva de los conocimientos que vayan construyendo los escolares en el trans-curso de sus exploraciones y reflexiones No constituyen por tanto en general preguntas o problemas que el alumnado suela plantearse espontaacuteneamente sino cuestiones o interrogantes baacutesicos que tiene en mente el profesor y que organi-zan el conocimiento escolar relativo al aacutembito actuando como nuacutecleos de inte-gracioacuten de los conocimientos que se vayan generando en la investigacioacuten de las preguntas o problemas maacutes simples y concretos que se plantearaacuten los escolares como objetos de estudio Estos problemas teoacutericos generales del aacutembito pueden ser los siguientes

- 38 -


bull iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve bull iquestQueacute tipos de maacutequinas existen bull iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para hacerlo bull iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambian a lo largo de la his-

toria bull iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad bull iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinas bull iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y sostenible

con el entorno

Loacutegicamente no vamos a exponer aquiacute ndashprincipalmente por cuestiones de espaciondash las posibles respuestas a dichos interrogantes La intencioacuten al plantear-los es indicar que estas cuestiones pueden servir de nuacutecleos de integracioacuten y or-ganizacioacuten del conocimiento tecnoloacutegico escolar en INM (6-12) Tener en mente este tipo de preguntas puede ayudar al maestro a reflexionar sobre su propio conocimiento profesional el que necesita para ayudar al alumnado en su pro-gresioacuten cognitiva y madurativa en torno a las maacutequinas y artefactos Y en uacuteltima instancia son cuestiones para las que el alumnado de primaria deberiacutea haber construido unas respuestas satisfactorias al terminar esta etapa educativa

En el capiacutetulo quinto se retoma esta cuestioacuten y se desarrolla desde el punto de vista de los objetivos de la alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica en el marco de nuestro proyecto curricular

- 39 -

4 iquestQUEacute COnOCiMienTOS iniCiALeS SUeLen TeneR LOS ALUMnOS de PRiMARiA SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS

Desde muy temprana edad los nintildeos y nintildeas viven numerosas experiencias manipulativas y audiovisuales con multitud de maacutequinas y artefactos De esas interacciones emana buena parte de sus conocimientos iniciales generalmente bastante estables en torno al funcionamiento de los dispositivos tecnoloacutegicos Tales conocimientos (intuitivos) constituyen por tanto la base sobre la que ci-mentar la construccioacuten de los nuevos

En este capiacutetulo hacemos una siacutentesis del conocimiento actual sobre las con-cepciones de los escolares en relacioacuten con cada uno de los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos

Ante la escasa literatura publicada1 al respecto hemos complementado la in-formacioacuten encontrada con indagaciones propias realizadas con nintildeos espantildeoles de Educacioacuten Primaria El guioacuten de base empleado en las mismas es el siguiente

bull iquestQueacute es una maacutequina iquestPara queacute sirven las maacutequinas bull Cita ejemplos de maacutequinas iquestQueacute diferencia hay entre hacer una cosa con

maacutequina y hacerla sin ella Indica ejemplos de maacutequinas bull iquestCoacutemo funcionan las maacutequinas iquestQueacute necesita una maacutequina para funcio-

nar bull Dibuja una maacutequina con sus partes maacutes importantes y di la funcioacuten de

cada una

1 En el momento de abordar este capiacutetulo se realizoacute una revisioacuten exhaustiva de la literatura sobre las con-cepciones de los escolares en torno a las maacutequinas La revisioacuten mostroacute la escasez de aportaciones reali-zadas por la investigacioacuten didaacutectica en este campo Por este motivo decidimos realizar nuestros propios sondeos con nintildeos y nintildeas de los diferentes niveles de Educacioacuten Primaria Para ello contamos con la colaboracioacuten de estudiantes de Magisterio quienes bajo nuestra direccioacuten hicieron entrevistas y apli-caron un cuestionario En las entrevistas participaron 5 nintildeos del primer ciclo (6-8 antildeos) 7 del segundo (8-10 antildeos) y 27 del tercero (10-12 antildeos) El cuestionario se aplicoacute a 25 nintildeos de 4ordm curso (9-10 antildeos) y consistioacute en un test de identificacioacuten de ideas previas

- 40 -


bull iquestQueacute es una maacutequina simple y iquestqueacute es una maacutequina compleja Ejemplos bull En algunos casos se les mostraron ejemplos como una radio un destornilla-

dor y un plano inclinado Luego se les pidioacute que dijeran si eran maacutequinas justificando su eleccioacuten

Este protocolo se adaptoacute en las formas a cada ciclo de Primaria Las entrevis-tas se realizaron ademaacutes siguiendo las recomendaciones de la literatura sobre el uso de este instrumento de investigacioacuten con nintildeos

Con objeto de saber a queacute nivel se situacutean las explicaciones de los escolares como hipoacutetesis de partida se supuso que las respuestas podriacutean categorizarse se-guacuten tres niveles de complejidad creciente

I Nivel meramente descriptivo con explicaciones de caraacutecter superficial focalizando la atencioacuten en aspectos aislados y muy evidentes Ejemplo ldquoSe mueve porque lo enchufordquo

II Nivel de explicaciones que no se limitan a describir sino que muestran un intento de interpretar lo que ocurre Establecen conexiones entre ele-mentos aunque relacionando pocos elementos Ejemplo ldquoCada engranaje mueve al siguiente porque estaacuten conectadosrdquo

III Nivel de explicaciones que interpretan lo que ocurre utilizando muchos elementos que se relacionan mutuamente Se da una visioacuten global del sis-tema Ejemplo ldquoLa batidora tiene un motor que gira eacuteste mueve un eje Al final del eje hay dos cuchillas en forma de aspas que cortan los alimentos El motor tiene siempre un cable bobinado que se orienta (con respecto a un campo magneacutetico) cuando le pasa la corriente por eso girardquo

Ademaacutes se prestoacute atencioacuten a si en sus respuestas los nintildeos y nintildeas hacen referencia a que a toda maacutequina hay que aportarle energiacutea para que funcione y a que las maacutequinas sirven para hacer un determinado trabajo o tarea Asimismo se realizaron las indagaciones teniendo en mente si los escolares de estas edades se plantean alguacuten tipo de balance (entre la energiacutea aportada a la maacutequina y el trabajo que eacutesta realiza ndashconsiderado como la energiacutea de salidandash cuya diferencia se explica en funcioacuten de la energiacutea disipada) O bien si no tienen en cuenta en absoluto estas consideraciones energeacuteticas tal y como ocurre en algunos libros de texto de Educacioacuten Primaria

En lo que sigue se muestran las ideas de los escolares agrupadas seguacuten las preguntas generales baacutesicas formuladas en el capiacutetulo 3 Esta informacioacuten debe entenderse con la reserva de la limitada cantidad de resultados de investigacioacuten educativa de que se dispone en el momento de redactar este texto

- 41 -

iquestqueacute es una Maacutequina y para queacute sirve

Primer ciclo de Primaria

Al contrario de lo que podriacutea pensar un nintildeo de la etapa de Educacioacuten Infantil (3-5 antildeos) las nintildeas y nintildeos del primer ciclo de Primaria (6-8 antildeos) parecen te-ner claro que las maacutequinas no son seres vivos ldquopues no hablan ni se muevenrdquo No obstante de sus dibujos y de lo que ellos mismos expresan se deduce que para estos escolares las maacutequinas estaacuten circunscritas al aacutembito de lo domeacutestico (ldquoor-denador radio cafetera plancha horno microondasrdquohellip) y demaacutes aacutembitos de su experiencia (ldquomaacutequina de escribirrdquo ldquomaacutequinas para hacer casasrdquo ldquopara hacer ca-rreterasrdquohellip) Es decir estos escolares pueden identificar ejemplos que para ellos

Figura 41 Dibujo de una ldquomaquina de hacer tortitasrdquo realizado por un escolar de primer ciclo de Primaria

- 42 -


son ilustrativos pero carecen de un concepto abstracto de maacutequina No utilizan definiciones ni explicaciones de caraacutecter general (por ejemplo la idea de que una maacutequina facilita la tarea) Suelen responder indicando el uso especiacutefico de algunas maacutequinas concretas que conocen Por ejemplo ldquola maacutequina de coser sirve para coserrdquo Asimismo ofrecen una visioacuten cercana y proacutexima de las maacutequinas las maacutequinas sirven para ldquosacar dinero del bancordquo ldquoescuchar los partidos de fuacutetbolrdquo ldquolavar y planchar la ropardquohellip (Fig 41)

Segundo ciclo de Primaria

En los escolares de segundo ciclo (8-10 antildeos) (Fig 42) ya se aprecia cierto nivel de abstraccioacuten Sus explicaciones no estaacuten tan vinculadas a maacutequinas especiacuteficas ni a actividades en particular (ldquolas maacutequinas sirven para hacer las cosas para trabajarrdquo)

Es frecuente escucharlos reconocer que ldquocon la maacutequina se hace el trabajo maacutes faacutecil con menos esfuerzordquo Incluso hay muchos que tienen en cuenta la variable tiempo indicando que ldquo(con la maacutequina) se hace maacutes raacutepidordquo Son ideas que se ratifican al preguntar la diferencia entre hacer las cosas con y sin maacutequina Por tanto ya se aprecia cierto avance hacia un concepto general de maacutequina Si bien es frecuente que los escolares pongan como ejemplos aquellos dispositivos que en el lenguaje cotidiano se denominan acompantildeados del apelativo de ldquomaacutequinardquo (maacutequina de coser maacutequina de hacer gimnasiahellip)

Figura 42 Dibujo de un ventilador realizado por un escolar de segundo ciclo de Primaria

- 43 -


En muchos casos tambieacuten la funcioacuten luacutedica de algunos artefactos induce a los escolares a definir el concepto general de maacutequina como aquello que ldquosirve para entretenerrdquo Es una concepcioacuten claramente condicionada por la importante presencia de juguetes como la Play Station la Game Boy etc en la vida de los escolares No en balde en el lenguaje familiar estos juguetes ndashpor cierto de gran complejidad tecnoloacutegicandash suelen ser denominados como ldquola maquinitardquo

Tercer ciclo de Primaria

En el tercer ciclo de Primaria (11-12 antildeos) al definir queacute son las maacutequinas ya se hace mencioacuten a algunos aspectos maacutes Una maacutequina ya no es soacutelo ldquoalgo que sirve para hacer cosasrdquo ldquopara hacer menos trabajordquo sino que comienza a emerger de forma expliacutecita la idea de que ello implica una ventaja pues ldquoson unos avances tecnoloacutegicos que mejoran la vida de las personasrdquo ldquoes un instrumento o aparato que ayuda o sustituye al hombrerdquo ldquopermite hacer algo que seriacutea imposible a mano (gruacutea)rdquo

Los rasgos comunes de las maacutequinas dibujadas por escolares de este ciclo son anaacutelogos a los del ciclo anterior todas tienen algo visible que se mueve la mayoriacutea son electrodomeacutesticos de uso en la cocina No obstante se abre bastante el abanico de ejemplos y tambieacuten se incluyen moacuteviles calculadoras grabadoras maacutequinas de juegos recreativos termos antenas aparatos de aire acondicionado reproductores de DVD secadores de pelo y maquinaria agriacutecola o de oficina como una fotocopiadora

El concepto de ldquoventaja mecaacutenicardquo no termina de quedar claro en la Etapa de Primaria Hay estudios que muestran que en este nivel los nintildeos entienden situaciones en las que el uso de una palanca es provechoso percibiendo asiacute una ldquoventaja mecaacutenicardquo Sin embargo en otros estudios se ha encontrado que los es-colares no ven tan claro el beneficio que se obtiene en otros casos como en el uso engranajes poleas y destornilladores

iquestqueacute tipos de Maacutequinas existen


Los escolares no distinguen entre maacutequinas simples y complejas tal como se hace desde el punto de vista cientiacutefico No reconocen como maacutequinas a las maacute-quinas simples otros operadores tecnoloacutegicos mecaacutenicos ni a las herramientas (ldquono son maacutequinas pues no tienen botonesrdquo) (Fig 43) Cuando se les muestra y des-cribe un plano inclinado (una rampa) y se les pregunta en una entrevista no llegan a ver que aporte ninguna ventaja

- 44 -



Los rasgos comunes de las maacutequinas dibujadas en este ciclo son que la mayo-riacutea tienen ldquobotonesrdquo y son electrodomeacutesticos Tambieacuten dibujan la Game Boy o la Play Station y maacutes escasamente aparecen otros tipos como una gruacutea o incluso ldquouna polea con un cubo que usan los albantildeilesrdquoAsimismo en el segundo ciclo todaviacutea estaacute muy presente la idea de que ldquouna maacutequina ha de tener botonesrdquo y apenas hay menciones a maacutequinas simples

Al preguntarles por las maacutequinas simples la mayoriacutea no consigue dar una de-finicioacuten Los pocos que se aventuran a ello las caracterizan como ldquoaquellas que se usan sin electricidadrdquo o se aproximan al concepto describieacutendolas como ldquoaquellas en las que hay que usar la mano y la maacutequinardquo respuesta similar a la de alumnos de Magisterio) Para los escolares de este nivel la categorizacioacuten de maacutequina todaviacutea no es de tipo estructural sino que atiende a caracteriacutesticas perceptivas Asiacute a un nintildeo que se le presentaron ciertos objetos (radio destornillador y rampa) como ejemplos de maacutequinas dio la siguiente respuesta ldquola uacutenica maacutequina que hay es la radio porque el destornillador ni tiene alambres por dentro ni se le pueden poner pilas Y a aquello [refirieacutendose a la rampa] le pasa lo mismordquo

Figura 43 Dibujo de una lavadora realizado por un escolar de primer ciclo de Primaria

- 45 -


Cuando se les piden que den ejemplos de maacutequinas simples y de maacutequinas complejas pocos nintildeos responden sobre las primeras Lo cual sugiere que no es necesario que aprendan que los electrodomeacutesticos son maacutequinas pero siacute es nece-sario que aprendan a distinguir en un contexto acadeacutemico las maacutequinas simples u operadores tecnoloacutegicos de las maacutequinas complejas Ello posiblemente les induciriacutea a evocar las partes internas de una maacutequina aunque soacutelo sea desde un conocimiento descriptivo Luego partiendo de ello podriacutean intentar plantearse la comprensioacuten su funcionamiento


En lo referente a las partes de la maacutequina que dibujan o mencionan al igual que en ciclos anteriores soacutelo suelen aparecer referencias a partes exteriores (puer-ta carcasa ruedas botones enchufe cablehellip)

Parece que muchos nintildeos auacuten carecen de una idea estructural que les impi-de evocar partes interiores (por ejemplo el motor) como componentes de una maacutequina Y ello pese a que para muchos nintildeos la presencia de un motor es un requisito imprescindible para categorizar como maacutequina a un dispositivo (Fig 45 y Fig 46)

Si bien cuando se pregunta a nintildeos de este ciclo por los componentes de una maacutequina las partes que maacutes suelen destacar son aquellas que permiten iniciar el funcionamiento de la misma

En lo relativo a la identificacioacuten de maacutequinas simples pocos de los nintildeos en-cuestados identifican espontaacuteneamente la polea el abrelatas y el sacacorchos como tales

A la hora de diferenciar maacutequinas simples y complejas los chicos suelen im-provisar sus respuestas con argumentos simplistas y cotidianos ldquola maacutequina sen-cilla es faacutecil de utilizar la compleja es difiacutecilrdquo ldquola maacutequina simple es sencilla sin motor la compleja es con motorrdquo

Al pedir a los chicos que pongan ejemplos de maacutequinas simples y complejas suelen tener presentes un diferente grado de complejidad pero tambieacuten priman otros criterios distincioacuten que no son aceptados cientiacuteficamente como

bull El hecho de ser pequentildea grande bull Si hace menos maacutes fuerza (seguacuten lo cual ldquoel ldquosube y bajardquo [palanca] del

parque infantil es una maacutequina ldquocomplejardquo frente a la polea del pozo que es ldquosimplerdquo)

bull Si es faacutecil difiacutecil de manejar para ellos (batidora ordenador)

- 46 -


iquestcoacuteMo funciona una Maacutequina y queacute necesita para hacerlo


Ante la pregunta queacute necesitan las maacutequinas para funcionar los chicos hacen referencia a los ldquobotonesrdquo o palancas que se accionan para iniciar su funciona-miento (ldquoiexclpues se le da al botoacutenrdquo ldquo hellip enchufaacutendolas con un cable y ya andan solashelliprdquo) tambieacuten al hecho de que hay que antildeadir ldquoproductosrdquo con los que tra-baja la maacutequina (cafeacute leche detergente hilo gasolinahellip) Estas respuestas revelan una idea superficial de maacutequina que no considera el mecanismo interior de los dispositivos para incluirlos en la categoriacutea maacutequinas salvo en ocasiones en las que alguacuten nintildeo explica que una maacutequina se caracteriza por ldquoposeer motorrdquo En ninguno de los casos de la muestra analizada se piensa espontaacuteneamente en teacuter-minos abstractos como puede ser la energiacutea para que una maacutequina funcione Este resultado es por otra parte esperable pues es difiacutecil que un nintildeo de estas edades generalice sobre las maacutequinas sobre todo si tenemos en cuenta que la educacioacuten tecnoloacutegica usual es muy escasa e inadecuada No obstante es probable que con maacutequinas concretas con las que estaacuten familiarizados su pensamiento sea distin-to (automoacutevil bicicleta ordenador batidora exprimidor de naranjas etc) Por tanto seraacute necesario profundizar con nuevos estudios en esa liacutenea

Los nintildeos de Educacioacuten Infantil tienden a utilizar explicaciones teleoloacutegicas de manera que la funcioacuten del objeto seraacute la causa de su funcionamiento Con un juego infantil de engranajes cuando se les solicita que expliquen y predigan si eacutes-tos giraraacuten con el accionamiento de una manivela suelen responder afirmativa-mente ldquohellip porque las manivelas hacen girar las cosas helliprdquo Asimismo cuando los nintildeos y nintildeas de estas edades saben para queacute sirven determinadas maacutequinas coti-dianas como un ldquobate huevosrdquo ya no ven necesario preguntarse coacutemo funciona

En el caso de engranajes aspectos como la velocidad de rotacioacuten y el sentido de giro son muy evidentes para los escolares de primer ciclo pero otros como la ventaja mecaacutenica no lo son tanto

Algunos estudios han puesto de manifiesto que (ya desde la Educacioacuten In-fantil) manipulando engranajes visibles los nintildeos llegan a entender la simple transmisioacuten de movimientos Otros estudios sin embargo no corroboran esa capacidad en esa etapa educativa Indican que aunque los engranajes esteacuten a la vista de los escolares ellos pueden tener dificultades en su comprensioacuten e inter-pretacioacuten Por ejemplo a la hora de entender la restriccioacuten de que dos engranajes contiguos no pueden girar en el mismo sentido

- 47 -



Seguacuten los chicos de este ciclo lo que necesita una maacutequina para funcionar son ldquobotones palancas yo ldquoproductosrdquo Algunos hacen referencia a la alimenta-cioacuten eleacutectrica expresando que ldquohay que enchufarlardquo que ldquonecesita electricidadrdquo etc (Fig 42 y Fig 44) Por lo que en este nivel parece emerger la idea de que la maacutequina necesita alguacuten tipo de aportacioacuten (que en su formulacioacuten abstracta seriacutea energeacutetica) de acuerdo con lo que ya van percibiendo de su experiencia cotidiana

Algunos estudios ratifican que incluso despueacutes de la ensentildeanza los escolares tienen dificultad para expresar sus conocimientos sobre coacutemo funciona una maacute-quina simple salvo el caso del funcionamiento de una ruedandasheje

Otros estudios muestran que los nintildeos entienden las situaciones en las que el uso de una palanca es uacutetil Incluso aprenden el concepto de ldquoventaja mecaacutenicardquo en maacutequinas simples como la palanca

En cuanto al funcionamiento de engranajes ya se pueden encontrar explica-ciones que hacen referencia a la configuracioacuten o colocacioacuten de los engranajes Es maacutes algunos nintildeos reconocen una causalidad mecaacutenica y la transmisioacuten del

Figura 44 Dibujo de una cafetera realizado por un escolar de segundo ciclo de Primaria

- 48 -


movimiento ldquounos engranajes mueven a otros porque interaccionan y uno mueve a otrordquo (nintildeo de 9 antildeos) No obstante una comprensioacuten adecuada de coacutemo se transmite el movimiento suele requerir un ejercicio importante de inferencia por parte del alumno Y dicho proceso puede ademaacutes verse distorsionado por muchas concepciones alternativas Por ejemplo algunos nintildeos llegan a

bull Creer que la fuerza que hace girar los engranajes en un tren de engranajes tiende a debilitarse conforme aumenta el nuacutemero de estos de manera que los maacutes alejados del conductor giraraacuten maacutes lentamente

bull Utilizar explicaciones antropomoacuterficas ldquolos engranajes chicos iraacuten maacutes des-paciordquo

Es decir los escolares manifiestan ciertas dificultades para comprender que en los engranajes

bull El sentido de giro de un engranaje depende del sentido de giro de los engra-najes conectados a aqueacutel

bull La velocidad de giro de un engranajes depende del radio relativo de los en-granajes (los maacutes pequentildeos giran maacutes raacutepido) pero la velocidad lineal de dos dientes engarzados es la misma

Anteriormente se ha dicho que algunos nintildeos pueden vislumbrar espontaacute-neamente el concepto de ldquoventaja mecaacutenicardquo en maacutequinas simples como la pa-lanca Cabe preguntarse entonces si los escolares pueden hacerlo tambieacuten en un sistema maacutes complejo aunque familiar como son los cambios de pintildeoacuten yo plato en una bicicleta Pues bien al operar con una bicicleta de marcha las explicacio-nes de los escolares pueden agruparse en tres categoriacuteas

bull la ausencia de un motivo para cambiar de marchas bull una mera asociacioacuten del cambio de marchas con un cambio en la velocidad bull la conciencia de que el cambio de pintildeoacuten afecta a las relaciones entre dos o

maacutes de las siguientes magnitudes velocidad esfuerzo y distancia recorrida por la bicicleta en cada pedalada


Al igual que en el ciclo anterior los nintildeos y nintildeas de 11-12 antildeos piensan que lo que necesita una maacutequina para funcionar es ldquodarle a los botones o palancasrdquo yo ldquoantildeadirle productosrdquo con referencias claras a la alimentacioacuten eleacutectrica Ello se ra-

- 49 -


tifica en los dibujos que hacen donde reflejan tanto los cables como los enchufes de la pared (Fig 45 y Fig 46)

Por tanto que a la ldquoentradardquo de una maacutequina se necesita alguacuten tipo de ali-mentacioacuten (energeacutetica) parece una idea algo maacutes afianzada en el uacuteltimo ciclo de Primaria Si bien es verdad que no se encuentran evidencias de que los chicos sean conscientes de que las ventajas mecaacutenicas (multiplicacioacuten de fuerzas) de los operadores mecaacutenicos son consecuencia del principio de conservacioacuten de la energiacutea Y ello porque tal principio fiacutesico auacuten no suele ser bien asimilado por escolares de la etapa de Primaria

Figura 45 Dibujo de una batidora realizado por un escolar de tercer ciclo de Primaria

- 50 -


Seguacuten un estudio detallado2 son pocos los nintildeos de 10-11 antildeos capaces de abordar cuestiones menos abstractas como relacionar la fuerza aplicada a los pe-dales de una bicicleta con la distancia que eacutesta avanza por cada pedalada

iquestcoacuteMo se inventan las Maacutequinas y por queacute caMbian a lo largo de la historia

En relacioacuten con esta pregunta-problema y la siguiente es preciso decir que apenas existe documentacioacuten bibliograacutefica dedicada a la investigacioacuten de las ideas intuitivas o cotidianas de los escolares al respecto Lo poco que se conoce ademaacutes no se circunscribe al aacutembito concreto de las maacutequinas sino que se refie-re al aacutembito maacutes general de la Tecnologiacutea No obstante su conocimiento resulta especialmente interesante con vistas a tenerlos en cuenta a la hora de construir el conocimiento escolar deseable en torno a las maacutequinas en la etapa de Primaria

2 Lherer R y Schaule L (1998) Reasoning about Structure and Function Childrenrsquos Conceptions of Gears Journal of Research in Science Teaching 35(1) 3ndash25

Figura 46 Dibujo de una lavadora realizado por un escolar de tercer ciclo de Primaria

- 51 -


Asiacute pues haremos alusioacuten a tales ideas cotidianas de un modo maacutes global ya que entendemos3 eacutestas pueden ser detectadas o percibidas en los diferentes ni-veles de Educacioacuten Primaria aunque posiblemente con maacutes probabilidad con-forme se avance a lo largo de la etapa

Los escolares son propensos a pensar que el desarrollo tecnoloacutegico es siempre lineal y positivo en el sentido de que lo nuevo siempre ha sido mejor que lo anti-guo y consecuentemente las innovaciones tecnoloacutegicas suponen generalmente un paso incuestionable hacia una sociedad mejor Por tanto los escolares suelen asociar el desarrollo tecnoloacutegico a felicidad a poder a calidad de vida y en defini-tiva a progreso obviando asiacute los contextos y finalidades de la innovacioacuten tecno-loacutegica Sin embargo el desarrollo tecnoloacutegico no siempre ha tenido su geacutenesis en pos de proveer a la sociedad mayor calidad de vida basta analizar histoacutericamente coacutemo grandes avances cientiacutefico-tecnoloacutegicos han surgido por ejemplo en con-textos beacutelicos y de desarrollo armamentiacutestico Alguacuten ejemplo el microondas el ordenador personal la fregona

Queda pues patente que los escolares de temprana edad no llegan a cues-tionarse que la necesidad tecnoloacutegica ndashpor tanto el disentildeo de nuevas maacutequinas y artefactosndash de una sociedad estaacute fuertemente condicionada por las circuns-tancias o modelos de desarrollo dominante en cada eacutepoca o momento histoacuterico Aspectos que habriacutea que explorar iquestQuieacuten inventa y para queacute iquestCuaacutendo triunfa una nueva maacutequina inventada iquestQueacute es una patente

3 La bibliografiacutea consultada no nos permite enmarcar la deteccioacuten de tales ideas en los diferentes ciclos de la etapa soacutelo que son frecuentes en escolares de etapas obligatorias de la Educacioacuten Incluso alguna de dichas fuentes por ejemplo Merchaacuten FJ (1993) Propuestas sobre el disentildeo de unidades didaacutecticas ldquoTeacutecnica y Progreso en el siglo XXrdquo Investigacioacuten en la Escuela 21 73-89 habla de que tales ideas pueden ser detecta-das faacutecilmente en los Medios de Comunicacioacuten

- 52 -


iquestqueacute iMportancia tienen las Maacutequinas en la actualidad

En la liacutenea de lo anterior los escolares suelen tener asumido que el desarrollo de la Tecnologiacutea es una ldquonecesidadrdquo evidente que no es por tanto cuestiona-ble y que tiene una validez universal Esto pone de relieve la importancia que estos adjudican a la presencia de maacutequinas y artefactos en sus vidas diarias Si bien para los escolares el uso de maacutequinas y artefactos ldquodomeacutesticosrdquo (teleacutefonos moacuteviles ordenadores aire acondicionado etc) constituye simultaacuteneamente un medio para resolver necesidades y un signo de modernidad de riqueza y de po-der con lo cual resulta difiacutecil discernir si realmente los escolares identifican la presencia de maacutequinas y artefactos en la sociedad con las necesidades que en eacutesta se generan En consecuencia se hacen necesarias nuevas investigaciones que profundicen en tales aspectos y proporcionen asiacute nuevas pistas didaacutecticas y epis-temoloacutegicas en aras de construir conocimiento escolar deseable en torno a ello

iquestqueacute probleMas sanitarios y aMbientales generan las Maacutequinas

En general los escolares suelen pensar en el desarrollo tecnoloacutegico en siacute ob-viando los problemas colaterales que de eacuteste se derivan De manera maacutes particu-lar algunos estudios se han dedicado a analizar las ideas de escolares a partir de 10 antildeos de edad sobre el impacto de los vehiacuteculos motorizados en el medio En eacutestos se ha hallado que la mayoriacutea parece ser consciente de que los coches contri-buyen al desarrollo de enfermedades respiratorias en las personas y a acrecentar el problema del calentamiento global si bien respecto a este uacuteltimo soacutelo una mi-noriacutea de escolares sentildeala a la emisioacuten de dioacutexido de carbono como causante La mayoriacutea de los escolares investigados piensa que el causante del efecto inverna-dero es el calor desprendido por los vehiacuteculos Una idea tambieacuten frecuente en los escolares investigados es que los coches contribuyen a la lluvia aacutecida pero no por la emisioacuten de los oacutexidos de nitroacutegeno o azufre derivados tambieacuten de la combus-tioacuten del carburante sino por el dioacutexido de carbono emitido durante tal proceso

En estos estudios se concluye que la persistencia de tales ideas equivocadas es consecuencia de un tratamiento inadecuado de las relaciones causa-efecto cuan-do se abordan en la escuela los problemas medioambientales

Aunque no disponemos de datos suponemos que dada la creciente impor-tancia que se le da en los medios quizaacutes muchos nintildeos y nintildeas seraacuten conscientes de que pasar mucho tiempo viendo la televisioacuten jugando al ordenador o a ldquolas maquinitasrdquo puede resultar de alguacuten modo perjudicial en su desarrollo Si bien no sabemos hasta queacute punto pueden ser conscientes de que ello les resta tiempo

- 53 -


para hacer otras actividades necesarias como lectura juegos al aire libre con el ejercicio fiacutesico necesario para fijar el calcio en los huesos y mantener la masa muscular la socializacioacuten y relacioacuten con iguales tan necesaria en cualquier mo-mento de la vida etc Igualmente no sabemos hasta queacute punto pueden los nintildeos y nintildeas comprender que este abuso de las nuevas tecnologiacuteas (teleacutefonos moacuteviles ordenador etc) pueden conducir al aislamiento ademaacutes de perjudicar su vista su capacidad imaginativa etc4

En el caso de dispositivos que generan ondas electromagneacuteticas del rango de las microondas y telefoniacutea moacutevil ni los joacutevenes ni los adultos (por tanto menos auacuten los nintildeos y nintildeas de Educacioacuten Primaria) parecen conocer que actualmente estaacute en cuestioacuten el hecho de que sean inocuos y no esteacuten asociados con tumores en el cerebro5 Del mismo modo no sabemos hasta queacute punto pueden tener con-ciencia los escolares de los riesgos de una quemadura en la retina producida por un puntero laacuteser o de las consecuencias del abuso de la exposicioacuten a los rayos UV tan de moda en los gimnasios y centros de belleza

iquestqueacute tipos de Maacutequinas perMiten una interaccioacuten saludable y sostenible con el entorno

No se ha encontrado en la literatura revisada estudios que analicen las ideas u opiniones de escolares de Primaria acerca del uso de maacutequinas maacutes ecoloacutegicas y saludables No obstante teniendo presente el marco de ideas y concepciones que acabamos de describir en relacioacuten con los problemas anteriores se puede decir que los escolares a edades tempranas seraacuten tendentes a valorar las maacutequinas y artefactos con criterios maacutes bien esteacuteticos y de funcionalidad Por tanto lo maacutes probable seraacute que analicen el papel de las maacutequinas en sus vidas sin entrar a reflexionar sobre los efectos que estas puedan provocar sobre la salud y el me-dio ambiente y menos auacuten queacute maacutequinas con iguales prestaciones seraacuten las maacutes idoacuteneas en aras de la preservacioacuten de un entorno maacutes ecoloacutegico y saludable

4 Al respecto se sugiere la lectura de los siguientes artiacuteculos Diario El Paiacutes (2005) El Defensor del Menor de Madrid alerta del uso adictivo del moacutevil entre los

adolescentes Edicioacuten PAIacuteSesSociedad (24-05-2005) Consultado el 25-01-2007 Garciacutea-Carmona A (2008) Relaciones CTS en la educacioacuten cientiacutefica baacutesica I un anaacutelisis des-

de los textos escolares en la ensentildeanza baacutesica de la Electroacutenica Ensentildeanza de las Ciencias 26(3) 375-388

5 Se sugiere la lectura de Garciacutea-Carmona A (2006) Interacciones CTS en el aprendizaje del electromagnetismo Una experiencia para el desarrollo de actitudes de responsabilidad Inves-tigacioacuten en la Escuela 58 79-91

Pero es probable que alguno mencione ya la posibilidad de coches que no ldquoechan humordquo o dioacutexido de carbono (con paneles solares con bateriacuteas eleacutectricas etc) pues hay mucha informacioacuten al respecto en TV Internet revistas

Hasta el momento los estudios dedicados a conocer las opiniones de escola-res sobre queacute maacutequinas ndashy haacutebitos en su usondash son maacutes saludables y respetuosas con el entorno (como por ejemplo que el uso de la bicicleta frente al coche de gasolina tiene la ventaja de que permite hacer ejercicio fiacutesico su energiacutea de accio-namiento favorece el desarrollo sostenible y no contamina al medio ambiente) se han circunscrito a la etapa de Educacioacuten Secundaria principalmente Seriacutea por tanto necesario auspiciar estudios que abordaran el anaacutelisis de las ideas de escolares de Primaria sobre el tema No obstante si se realizasen es posible que se hallasen entre otras ideas un reflejo de las creencias populares Por ejemplo la prevencioacuten existente en torno a los cables de alta tensioacuten (de soacutelo 50Hz de frecuencia) y la escasa conciencia como deciacuteamos antes de la cuestionable ino-cuidad de fuentes de radiacioacuten de alta frecuencia como las de la telefoniacutea moacutevil (la frecuencia de la radiacioacuten que emiten las antenas y teleacutefonos entre 900 y 1800 MHz (iexclmegahercios)

- 55 -

5 iquestQUEacute COnOCiMienTO eSCOLAR SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS eS PRiORiTARiO Y QUEacute PROBLeMAS inVeSTiGAR AL ReSPeCTO

En este capiacutetulo hacemos una propuesta del conocimiento escolar deseable en torno a las maacutequinas y artefactos para contribuir al desarrollo de las compe-tencias baacutesicas en especial la competencia cientiacutefica en los escolares de Primaria Con este propoacutesito plantearemos una seleccioacuten de ese conocimiento deseable tratando de responder a queacute saber (conceptos hechos y fenoacutemenos) queacute saber hacer (procesos habilidades teacutecnicashellip) y coacutemo ser (valores actitudes nor-mashellip) en relacioacuten con las maacutequinas y artefactos En este proceso especificare-mos los conocimientos que consideramos prioritarios para cada nivel y el modo en que podriacutea progresar la construccioacuten de tales conocimientos a lo largo de la etapa (hipoacutetesis de progresioacuten del conocimiento)

Partiremos del conocimiento escolar sobre las maacutequinas y artefactos que seriacutea deseable que poseyera un alumno al acabar la Educacioacuten Primaria es decir el derivado de la investigacioacuten escolar de los problemas generales de este aacutembito expuestos en el capiacutetulo 3 Esas cuestiones generales organizadas desde la loacutegica de la materia no se corresponden con las que se suelen plantear en este campo los escolares de primaria Por ello expondremos a continuacioacuten ejemplos de cues-tiones maacutes especiacuteficas y cercanas a su entorno habitual y algunas ideas acerca de la forma en que podemos establecer relaciones entre estos problemas maacutes con-cretos y los problemas generales del aacutembito

- 56 -


probleMas generales sobre las Maacutequinas y artefactos

Las cuestiones generales que constituyen el hilo conductor para la construc-cioacuten del conocimiento escolar deseable en este aacutembito en Primaria son las si-guientes

①ensp iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve ②ensp iquestQueacute tipos de maacutequinas existen ③ensp iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para hacerlo ensp bull iquestCoacutemo funcionan las maacutequinas simples herramientas mecanismoshellipensp bull Ademaacutes de operadores mecaacutenicos iquestqueacute otro tipos de operadores existenensp bull En funcioacuten del uso iquestqueacute tipos de maacutequinas podemos considerar ensp bull iquestQueacute tipos de energiacutea suelen alimentar a las maacutequinas ensp bull Considerada la alimentacioacuten energeacutetica como ldquoentradardquo en una maacutequi-

na iquestqueacute se suele obtener a la salida

④ensp enspiquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambian a lo largo de la his-toria

ensp bull iquestCoacutemo han evolucionado algunas maacutequinas muy frecuentes en nuestra vida cotidiana

ensp bull iquestQueacute factores han producido esa evolucioacuten

⑤ensp iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad ensp bull iquestQueacute papel tienen las maacutequinas en nuestras vidasensp bull iquestQueacute papel tienen las maacutequinas en la vida de la humanidad

⑥ensp iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinasensp bull iquestCoacutemo hacer un uso saludable de las maacutequinasensp bull iquestCoacutemo hacer un uso de las maacutequinas compatible con un mundo soste-

nible y solidario

⑦ensp enspiquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y sostenible con el entorno

Estas preguntas ayudaraacuten a que los escolares de Primaria lleguen a construir ideas adecuadas sobre los conceptos de ldquooperador tecnoloacutegicordquo maacutequina meca-nismo maacutequina hidraacuteulica eleacutectrica teacutermica etc No obstante el camino hacia esa construccioacuten se puede plantear de un modo maacutes acorde con la forma de pen-sar y reflexionar de los nintildeos y nintildeas Por ejemplo abordando las preguntas que les surjan a ellos sobre el aacutembito y luego disentildeando a partir de eacutestas la secuencia de ensentildeanza pertinente para construir los conocimientos deseables

- 57 -

probleMas especiacuteficos y probleMas generales

El aacutembito de las maacutequinas puede suscitar en el aula ndashy fuera de ellandash multi-tud de cuestiones susceptibles de ser abordables en el contexto de una investiga-cioacuten escolar Sin embargo puede resultar clarificador disponer de un banco de preguntas especiacuteficas que sean interesantes para los escolares de Primaria y que sirvan de base para el desarrollo de secuencias didaacutecticas atractivas para ellos A continuacioacuten presentamos una muestra de estos problemas especiacuteficos maacutes cercanos a los escolares relacionados con juguetes maacutequinas domeacutesticas (herra-mientas electrodomeacutesticoshellip) medios de transporte y comunicacioacuten maacutequi-nas que nos ayudan a construir grandes cosas (por ejemplo gruacuteas) etc Ejemplos

bull iquestQueacute beneficios y perjuicios tiene la Wii frente a otros aparatosjuguetes bull iquestCoacutemo se produce luz con la dinamo de una bicicleta bull iquestPodemos subir hasta cierta altura un objeto pesado sin mucho esfuerzo bull iquestCoacutemo podemos construir una maacutequina que sirva para elevar objetos bull iquestCoacutemo hace el volante para que gire el coche bull iquestQueacute diferencias existen entre los coches actuales y los antiguos bull iquestQueacute ventajas e inconvenientes tiene frente al coche desplazarnos en bici

por las ciudades bull iquestCoacutemo se obtienen las imaacutegenes en una caacutemara fotograacutefica bull iquestCoacutemo podemos construir una maacutequina de fotos casera

Loacutegicamente dentro de la infinidad de cuestiones interesantes que pueden plantearse en clase en torno a las maacutequinas habraacute que promover la seleccioacuten1 de aquellas cuya investigacioacuten y comprensioacuten sea maacutes asequible para los escolares de esta etapa educativa Igualmente aquellos problemas que en cada momento o situacioacuten educativa presenten mayor potencial didaacutectico esto es que contri-buyan en mayor medida a la construccioacuten de los conocimientos prioritarios (conceptuales de procedimiento y de actitud) establecidos para el curso

Es necesario tener presente tambieacuten con queacute problemas generales se relacio-na cada problema concreto y cercano a los escolares En el cuadro siguiente (ta-bla 51) presentamos ejemplos de la relacioacuten entre los problemas generales que atantildeen a algunos de los problemas especiacuteficos anteriores Puede observarse que diversos problemas especiacuteficos son equivalentes en cuanto a su relacioacuten con los problemas generales prioritarios

1 Para profundizar en los criterios para la seleccioacuten de objetos de estudio ver CantildealP Pozuelos FJ y Traveacute G (2005) Descripcioacuten general y fundamentos Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada (pp 55 a 58)

- 58 -


PROBLEMAS ESPECIacuteFICOS

PROBLEMAS GENERALES

iquestQueacute beneficios y perjuicios tiene la Wii frente a otros aparatosjuguetes

1 iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve 2 iquestQueacute tipos de maacutequinas existen 3 iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para hacerlo 4 iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambian a lo largo de la

Historia 5 iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad 6 iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinas 7 iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y

sostenible con el entorno

iquestCoacutemo se produce luz con la dinamo de una bicicleta


Historia 5 iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad 6 iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinas7 iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y


iquestCoacutemo podemos subir hasta cierta altura un objeto pesado sin mucho esfuerzo




iquestCoacutemo hace el volante para que gire el coche




- 59 -


iquestQueacute diferencias existen entre los coches actuales y los antiguos




iquestQueacute ventajas e inconvenientes tiene frente al coche desplazarnos en bici por las ciudades




iquestCoacutemo se obtienen imaacutegenes en una caacutemara de fotografiacutea




iquestCoacutemo podemos construir una maacutequina de fotos casera




Tabla 51 Ejemplos de la relacioacuten entre algunos problemas especiacuteficos y los generales del aacutembito

- 60 -


En el siguiente apartado se aborda analiacuteticamente la tarea de definir queacute co-nocimientos se consideran maacutes interesantes promover en este aacutembito de investi-gacioacuten escolar

conociMientos prioritarios en el aacuteMbito de investigacioacuten sobre las Maacutequinas y artefactos

El objetivo prioritario de este aacutembito es que los escolares entre 6 y 12 antildeos incorporen a su trabajo en la escuela datos conceptos procedimientos y actitudes sobre las maacutequinas y artefactos con el fin de que todo ello pueda contribuir al desa-rrollo de sus competencias baacutesicas con especial eacutenfasis en la competencia cientiacutefica

En la seleccioacuten de los conocimientos para la etapa de Educacioacuten Primaria se ha tenido en cuenta (1) las caracteriacutesticas especiacuteficas de esta aacuterea conocimiento cientiacutefico (2) las caracteriacutesticas psico-cognitivas de los escolares a quienes van dirigidos y (3) el potencial didaacutectico de tales contenidos con vistas a contribuir al desarrollo de las competencias baacutesicas establecidas para la etapa Para ello he-mos revisado y analizado lo siguiente

bull Disentildeos curriculares oficiales y libros de texto de Primaria bull Estudios acerca de coacutemo construye el alumno nociones sobre las maacutequinas

(capiacutetulo 4) y estudios sobre experimentaciones curriculares en temaacuteticas similares

bull Aportaciones del conocimiento cientiacutefico-tecnoloacutegico y de las ciencias so-ciales sobre el impacto de las maacutequinas en nuestras vidas

bull Guiacuteas de las cajas de materiales para uso infantil y didaacutectico de firmas como Imaginarium y Lego

Conocimiento de datos uacutetiles y concretos sobre maacutequinas y artefactos presentes en las experiencias cotidianas de los escolares

Como venimos reiterando la finalidad educativa de eacuteste aacutembito de investiga-cioacuten es que los escolares desarrollen un conocimiento general baacutesico y uacutetil en relacioacuten con las maacutequinas de su entorno cotidiano Sin embargo para lograrlo es importante tambieacuten que los escolares conozcan datos concretos y se fami-liaricen con el manejo e interpretacioacuten de dichos datos2 Por ejemplo conocer

2 Que se pueden recopilar inspeccionando el aparato y que los escolares se acostumbren a identificar el valor de la potencia en Watios entre el resto de especificaciones del dispositivo

- 61 -


la potencia eleacutectrica y el voltaje de los electrodomeacutesticos y de juguetes eleacutectricos permite saber queacute fuente de alimentacioacuten es necesaria en cada caso comprobar si la potencia eleacutectrica contratada en casa es la adecuada ver queacute pilas o bateriacuteas son necesarias como recambio para el funcionamiento de los aparatos etc Asi-mismo la familiaridad con dichos datos permitiraacute sopesar queacute aparato puede ser maacutes conveniente comprar desde el punto de vista del ahorro energeacutetico y por tanto econoacutemico y ecoloacutegico Igualmente puede ser uacutetil manejar tablas de datos (faacutecilmente accesibles en Internet) sobre la potencia desarrollada por el cuerpo humano en actividades cotidianas (dormir estudiar andarhellip) y comparar los valores con los de maacutequinas habituales como una bicicleta una moto o una bati-dora De esta forma se aprovecha la potencialidad del pensamiento analoacutegico y comparativo en el aprendizaje de conceptos cientiacutefico-tecnoloacutegicos

Seraacute del mismo modo interesante establecer como informaciones estaacutenda-res aquellas ideas-clave del aacutembito que integren diferentes conceptos baacutesicos referidos a un mismo proceso o fenoacutemeno relacionado con las maacutequinas y que sirvan de base para el anaacutelisis de procesos maacutes complejos sobre las mismas Por ejemplo en relacioacuten con la energiacutea en las maacutequinas ldquoPara que una maacutequina fun-cione es necesaria una aportacioacuten externa de energiacuteardquo ldquocada maacutequina necesita una determinada fuente que le proporciona el tipo de energiacutea apropiada para su funcionamientordquo ldquola maacutequina transforma en energiacutea uacutetil la energiacutea suministrada para su funcionamientordquo ldquoparte de la energiacutea suministrada a la maacutequina no es aprovechable (se degrada) transfirieacutendose a otros sistemas y al medio mediante calor ruido vibracioneshelliprdquo etc Con estas ideas presentes se puede interpretar por ejemplo que cuando usamos un abridor para quitar la chapa de una botella estamos usando una palanca (maacutequina simple) Que en un extremo de ella ejer-cemos una fuerza que se multiplica en el otro extremo vencieacutendose asiacute la resis-tencia del material de la chapa lo que permite separarla de la boca de la botella Desde el punto de vista energeacutetico la energiacutea muscular aportada se transforma en la energiacutea uacutetil o trabajo de apertura de la chapa El lsquoclickrsquo que se escucha la elevacioacuten de la temperatura de la chapa (aunque sea escasamente perceptible) y de lo que la rodea dan cuenta de la energiacutea degradada

Conceptos prioritarios

A partir de los problemas generales podemos establecer los conceptos prio-ritarios que en un nivel de formulacioacuten convenientemente deberaacuten desarrollar los escolares de Primaria para construir el conocimiento deseable en torno a las maacutequinas y artefactos En la siguiente tabla explicitamos tales conceptos (nume-rados para su mejor organizacioacuten) derivados de cada uno de los problemas

- 62 -


PROBLEMA GENERAL CONCEPtOS

1 iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve

Maacutequina (1)SiSteMa teacutecnoloacutegico (2)

Ventaja Mecaacutenica (3)PreciSioacuten (4)

2 iquestQueacute tipos de maacutequinas existen

oPerador tecnoloacutegico (5) [Mecaacutenico (51) Eleacutectrico (52) Oacuteptico (53) Neumaacutetico (54) Hidraacuteulico (55) Electroacutenico (56)]Maacutequina SiMPle (20)Palanca (21)

raMPa (22) rueda ndash eje (23)Polea (24)engranaje (25)HerraMienta (26)Maacutequina coMPleja (27)

3 Coacutemo funciona una maacutequina y que necesita para hacerlo

oPerador tecnoloacutegico (5) [Mecaacutenico (51) Eleacutectrico (52) Oacuteptico (53) Neumaacutetico (54) Hidraacuteulico (55) Electroacutenico (56)]Estructura (6)cHaSiS (7)MecaniSMo (8)SiSteMa de control (9)Motor (10)tranSMiSioacuten Mecaacutenica (17)MoMento dinaacuteMico (19)Potencia (29)trabajo (30)rendiMiento en ergeacutetico (28)teMPeratura (32)Velocidad [lineal] (11) Velocidad de giro (12)Fuerza (13)energiacutea [conSerVacioacuten degradacioacuten tranSFerencia tranSForMacioacuten] (14)

tiPoS de energiacutea(15) [Teacutermica (151) Quiacutemica (152) Nuclear (153) Luminosa (154) Eleacutectrica (155) Magneacutetica (156) Cineacutetica (157) Potencial (158) Interna (159) Radiante (1510)]FuenteS de energiacutea (16) [combustible foacutesil (161) Hidraacuteulica (162) Eoacutelica (163) Mareomotriz (164) Nuclear (165) Geoteacutermica (166) Solar (167) Renovable (168) No renovable (169)]eleMentoS y SiSteMaS de tranSMiSioacuten (18)Ventaja Mecaacutenica (3)calor (31)

4 iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambian a lo largo de la historia

Maacutequina (1)SiSteMa tecnoloacutegico (2)rendiMiento energeacutetico (28)DeSarrollo tecnoloacutegico (34)

FuenteS de energiacutea (16) [Combustible foacutesil (161) Hidraacuteulica (162) Eoacutelica (163) Mareomotriz (164) Nuclear (165) Geoteacutermica (166) Solar (167) Renovable (168) No renovable (169)]

- 63 -


5 Queacute importancia tienen las maacutequinas en la actualidad

Faacutebrica (33)deSarrollo induStrial (35)

HerraMienta (26)contaMinacioacuten (39)

6 iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan las maacutequinas

Salud (36)SoStenibilidad (37)

iMPacto aMbiental (38)contaMinacioacuten (39)

7 iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten saludable y sostenible con el entorno

Salud (36)SoStenibilidad (37)iMPacto aMbiental (38)contaMinacioacuten (39) rendiMiento energeacutetico (28)energiacutea (14) [Conservacioacuten Degradacioacuten Transferencia Transformacioacuten] tiPoS de energiacutea(15) [Teacutermica (151) Quiacutemica (152) Nuclear (153) Luminosa (154) Eleacutectrica (155) Magneacutetica (156) Cineacutetica (157) Potencial (158) Interna (159) Radiante (1510)]


Tabla 52 Conceptos prioritarios relacionados con los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos

Con el objeto de ofrecer una visioacuten global y esquemaacutetica de las conexiones existentes entre los conceptos prioritarios mostrados en la tabla 52 presentamos el diagrama conceptual de la figura 51 de la paacutegina siguiente

- 64 -


VENTAJA (3) MECAacuteNICA

MAacuteQUINA (1) [oacute SISTEMA TECNOLOacuteGICO (2)] FUERZA (13)

OPERADOR TECNOLOacuteGICO (5)

PRECISIOacuteN (4)

ESTRUCTURA (6)

VELOCIDAD (11)

MOTOR (10)

TIPOS DE ENERGIacuteA (15)

CHASIS (7)

ENERGIacuteA (14)

SIMPLE (20)

RENDIMIENTO ENERGEacuteTICO (28)

COMPLEJA (27)

TRANSMISIOacuteN MECAacuteNICA (17)

SISTEMA DE CONTROL (9)

puede ser

u

con

Puede mejorar nuestra

obteniendo

puede tener

funciona con

MECANISMO (8)

que componen el

coordinado por

como

consta de

ELEMENTOS DE TRANSMISIOacuteN (18)

POTENCIA (29) TRABAJO (30)

CALOR (31)

TEMPERATURA (32)

CONTAMINACIOacuteN (39)

DESARROLLO TECNOLOacuteGICO (34)

FAacuteBRICA (33)

DESARROLLO INDUSTRIAL (35)

SALUD (36)

SOSTENIBILIDAD (37)

IMPACTO AMBIENTAL (38)

con cierto

produciendo

mediante

desarrolla

con disipacioacuten de

debiendo evitar

desarrolla

organizadas constituyen

y cambios en la

evolucionan produciendo

debiendo procurar

VELOCI-DAD DE GIRO (12)

FUENTES DE ENERGIacuteA (16)

de distintos

PALANCA (21) RAMPA (22)

HERRAMIENTA (26)

RUEDA (23)

ENGRANJE (25)

POLEA (24)

con

con MOMENTO DINAacuteMICO (19)

TEacuteRMICA (151) QUIacuteMICA (152) NUCLEAR (153) LUMINOSA (154) ELEacuteCTRICA (155) MAGNEacuteTICA (156) CINEacuteTICA (157) POTENCIAL (158) INTERNA (159) RADIANTE (1510)

COMBUSTIBLE FOacuteSIL (161) HIDRAacuteULICA (162) EOacuteLICA (163) MAREOMOTRIZ (164) NUCLEAR (165) GEOTEacuteRMICA (166) SOLAR (167) RENOVABLE (168) NO RENOVABLE (169)

puede ser

MECAacuteNICO (51) ELEacuteCTRICO (52) OacutePTICO (53) NEUMAacuteTICO (54) HIDRAacuteULICO (55) ELECTROacuteNICO (56)

puede ser

puede ser

procedente de

Figura 51 Diagrama conceptual relativo a las maacutequinas y artefactos para Educacioacuten Primaria

- 65 -


hipoacutetesis de progresioacuten conceptual en la construccioacuten del conociMiento escolar deseable en torno a las Maacutequinas y artefactos

A modo de hipoacutetesis en lo que sigue proponemos una posible progresioacuten de la introduccioacuten y tratamiento de cada concepto seguacuten tres niveles de compleji-dad No obstante conviene decir que se omitiraacuten algunos niveles de progresioacuten en aquellos conceptos cuyo grado de abstraccioacuten no permita hacer una adapta-cioacuten apropiada a los niveles maacutes baacutesicos de la etapa de Primaria

Maacutequina (1) oacute Sistema tecnoloacutegico (2)

I Usamos maacutequinas para hacer muchas cosas tareas domeacutesticas trabajo diversioacutenhellip

II Una maacutequina es un dispositivo que facilita el trabajo o cualquier otra acti-vidad para la que ha sido disentildeada a menudo tambieacuten nos ahorra tiempo En muchos casos permite realizar una actividad imposible o muy difiacutecil de realizar sin el uso de la misma (gruacutea abridorhellip)

III La maacutequina puede estar constituida por una sola pieza o bien por un conjunto de elementos ensamblados que utilizan una energiacutea exterior para realizar un trabajo uacutetil

En la maacutequina podemos considerar una ldquoentradardquo de energiacutea (energiacutea eleacutectrica energiacutea proporcionada por los muacutesculos energiacutea proporcionada por gasolina) y una ldquosalidardquo energeacutetica o del trabajo que nos proporciona la maacutequina (hacer girar el tambor de la lavadora cargada de ropa mojada transportar una cargahellip)

La maacutequina es tambieacuten un sistema tecnoloacutegico es decir un conjunto de componentes que funcionan conjuntamente para una funcioacuten determi-nada coser mover aire alumbrar escribir etc

Maacutequina simple (20) Maacutequina compleja (27)

I Una maacutequina simple tiene una sola pieza y una maacutequina compleja estaacute constituida por varias piezas Una palanca como el abre-botellas es una maacutequina simple

II Las maacutequinas simples son elementos sencillos que solos o combinados constituyen una maacutequina compleja que nos facilita el trabajo Son ob-jetos soacutelidos como barras o ruedas que se empezaron a usar desde los hombres maacutes primitivos Por ejemplo las herramientas son maacutequinas

- 66 -


III La maacutequina simple es un dispositivo en el que tanto la energiacutea que se suministra como la que se produce se encuentran en forma de trabajo mecaacutenico (en vez de energiacutea eleacutectrica luminosa etchellip) y todas sus partes son soacutelidos riacutegidos Existen seis tipos de maacutequinas simples Tornillo cuntildea palanca polea rueda y eje y plano inclinado

En una maacutequina compleja hay piezas de diferente clase Hay piezas fijas donde se apoyan y sujetan el resto de los elementos (como el cuadro de una bicicleta) Hay partes moacuteviles como las poleas y engranajes y partes por donde circula la corriente eleacutectrica o aire (en un acondicionador de aire) o liacutequidos (en los frenos) llamadas circuitos A menudo hay motores

energiacutea (Transferencia transformacioacuten conservacioacuten y degradacioacuten de) (14)

I Energiacutea es lo que necesitan las cosas las maacutequinas (coche teledirigido ve-hiacuteculo personas teleacutefono moacutevilhellip) para funcionar Esta definicioacuten es una primera aproximacioacuten introductoria a la nocioacuten de energiacutea considerada como combustible o como fuente de alimentacioacuten eleacutectrica La energiacutea permite los efectos que se producen en las maacutequinas (desplazamiento emisioacuten de sonidoshellip)

II Energiacutea es la capacidad que posee un sistema para producir cambios El ldquofuncionamientordquo a que nos referiacuteamos en el nivel I supone cambios en el propio dispositivo (sistema maacutequina) o en otros sistemas con los que interacciona El cambio maacutes sencillo puede ser un cambio de posicioacuten (un vehiacuteculo se traslada) En el caso de una bombilla claacutesica pasa de estar apagada y a temperatura ambiente a adquirir alta temperatura emitiendo luz y disipando energiacutea teacutermica a todo el ambiente circundante

La energiacutea se puede almacenar y se puede convertir de un tipo de energiacutea en otro

III Los efectos producidos en las maacutequinas son el resultado de transmisiones y transformaciones de energiacutea Tanto si se transfiere de un cuerpo a otro (mediante un proceso de calor por un proceso de trabajo o mediante radiacioacuten) o si se transforma de un tipo de energiacutea en otro la energiacutea siempre se conserva (no aparece ni desaparece) y parte (a veces toda) se desperdicia o degrada

- 67 -


Tipos de energiacutea3 (15)

I mdash II La energiacutea no siempre se hace perceptible de la misma forma sino que

puede manifestarse como luz movimiento calor etc Seguacuten esas mani-festaciones o seguacuten la fuente de donde proceda podemos distinguir los siguientes tipos de energiacutea

Teacutermica (151) asociada a la temperatura que posee un cuerpo Quiacutemica (152) la que almacena la gasolina los alimentos o la lentildea y

se puede liberar en parte por transformacioacuten de materia por ejemplo cuando se quema lentildea

Nuclear (153) la producida a partir de sustancias radiactivas como el uranio Luminosa (154) la debida a la luz Eleacutectrica (155) la generada por una bateriacutea una placa fotovoltaica una

central eleacutectrica etc Magneacutetica (156) la producida por un imaacuten Cineacutetica (157) la debida al movimiento III La energiacutea se puede almacenar por ejemplo en una bateriacutea en un muelle

comprimido o cuando un cuerpo se encuentra a cierta altura respecto a la superficie de la Tierra Estamos hablando de energiacutea potencial (eleacutectrica elaacutestica o gravitatoria) (158) Por tanto la energiacutea de un sistema se pue-de clasificar en cineacutetica debida a su movimiento y potencial (gravitato-ria eleacutectrica o elaacutestica) Si imaginamos el interior del sistema hablamos de energiacutea interna (159) debida a la agitacioacuten teacutermica de las partiacuteculas que lo componen (energiacutea cineacutetica) y a las atracciones entre las partiacuteculas (energiacutea potencial eleacutectrica) Tambieacuten se habla de energiacutea radiante (1510) para hacer alusioacuten a la energiacutea que transportan las ondas electromagneacute-ticas como la procedente del Sol la que emite un microondas o la que permite a los teleacutefonos moacuteviles comunicarse entre siacute

Rendimiento energeacutetico (28)

I mdash II Cuando una maacutequina consume menos energiacutea que otra para hacer un

mismo trabajo se dice que su rendimiento es mayor que el de esa otra

3 Tras consultar las recomendaciones dadas en la literatura acerca de queacute clasificacioacuten de los tipos de ener-giacutea hacer en las diferentes etapas educativas (Hernaacutendez Abenza 1992 Trejo 2000 Domeacutenech et al 2003 Gonzaacutelez 2006hellip) la que aquiacute proponemos es una posible opcioacuten para los escolares de Primaria

- 68 -


III El rendimiento de una maacutequina indica queacute proporcioacuten de la energiacutea su-ministrada es capaz de aprovechar en su funcionamiento Se suele expresar porcentualmente Para que el rendimiento fuese del 100 la maacutequina ten-driacutea que convertir toda la energiacutea recibida en energiacutea uacutetil es decir que cada 100 Julios que recibiera los convirtiera todos en energiacutea uacutetil Pero esto es imposible porque no existe (ni existiraacute) la maacutequina perfecta que lo consiga Lo que ocurre realmente es que de cada 100 Julios recibidos la maacutequina soacutelo aprovecha una parte y el resto (la mayor parte) se desperdicia o degrada

Fuentes de energiacutea (16)

I La fuente de energiacutea de una maacutequina es lo que le suministra la energiacutea necesaria para que funcione (pila bateriacutea accionamiento manual etc)

II Seguacuten su origen las fuentes de energiacutea pueden ser combustibles foacutesiles (161) como el carboacuten petroacuteleo y el gas natural hidraacuteulica (162) pro-ducida por movimiento o saltos de agua eoacutelica (163) ocasionada por el viento mareomotriz (164) generada por el movimiento de las mareas nuclear (165) originada en centrales nucleares geoteacutermica (166) que aprovecha el calor procedente de zonas calientes del interior terrestre y solar (167) Independientemente de donde obtengamos la energiacutea y del tipo que sea al final se transforma en energiacutea eleacutectrica que es como mejor suelen aprovecharla para su funcionamiento la mayoriacutea de los aparatos y maacutequinas que utilizamos

III Si el ritmo de regeneracioacuten de una fuente de energiacutea es igual o maacutes raacutepido que el de su consumo se dice que esa fuente de energiacutea es renovable (168) Un ejemplo es la fuente de energiacutea solar En caso contrario la fuente de energiacutea seraacute no renovable (169) Un ejemplo de eacutesta es el petroacuteleo que soacutelo se consume y no se regenera con lo cual llegaraacute un diacutea en que se agote

Operador tecnoloacutegico (5)

I mdash II Las piezas baacutesicas que componen a las maacutequinas se llaman operadores

tecnoloacutegicos III Cada uno de los elementos que componen una maacutequina o sistema teacutecni-

co se llama operador tecnoloacutegico Cada operador tiene una funcioacuten especiacute-fica en la maacutequina Seguacuten su funcionamiento los operadores pueden ser mecaacutenicos (51) que acumulan energiacutea (muelle) yo transmiten fuerzas y movimientos (biela manivela) eleacutectricos (52) que operan en circuitos

- 69 -


eleacutectricos (pila fusible resistenciahellip) oacutepticos (53) como las lentes utili-zadas en caacutemaras fotograacuteficas neumaacuteticos (54) como la vaacutelvula de una rueda de aire hidraacuteulicos (55) como un grifo de agua y electroacutenicos (56) que se diferencian de los eleacutectricos fundamentalmente en que por ellos circulan intensidades de corriente muy bajas

estructura (6)

I La estructura es el ldquoesqueletordquo que mantiene unidas las piezas de una maacute-quina

II Es el conjunto de piezas que sirve de soporte y conexioacuten de un sistema tecnoloacutegico

III La estructura de una maacutequina es el conjunto de elementos que se encuen-tran coordinados entre siacute con la finalidad de dar proteccioacuten y soporte al resto de elementos que componen la maacutequina

Chasis4 (7)

I El chasis o estructura de una maacutequina es lo que permite mantener todas sus piezas unidas

II El chasis es el conjunto de piezas que sirve de soporte y conexioacuten de un vehiacuteculo

III El chasis de un vehiacuteculo da soporte y suspensioacuten a la masa total del ve-hiacuteculo ademaacutes de sostener los sistemas de direccioacuten soportar el peso del motor y el sistema de frenos Tambieacuten permite que se transmita el movi-miento generado por el motor a las ruedas

Mecanismo (8)

I mdash II El conjunto de piezas elementales que hacen posible el movimiento en las

maacutequinas se denomina mecanismo III El mecanismo de una maacutequina es el conjunto de operadores mecaacutenicos

tanto riacutegidos como moacuteviles que se coordinan entre siacute para hacer posible la transmisioacuten de movimientos yo cambios en el valor de fuerzas

4 Consideramosqueenlosdosprimerosnivelesdecomplejidadelchasisylaestructuradeunamaacutequinapuedenconsiderarsecomosinoacutenimosmatizandoentodocasoqueelprimerosueleserunadenomina-cioacutenmaacutesespeciacuteficadelosvehiacuteculosyelsegundodelasmaacutequinasengeneral

- 70 -


Transmisioacuten mecaacutenica (17)

I mdash II Cuando al ponerse en movimiento alguna pieza de una maacutequina ese mo-

vimiento se traslada a otras piezas de la maacutequina se dice que hay una transmisioacuten mecaacutenica

III La transmisioacuten mecaacutenica permite cambiar de unos tipos de movimiento a otros por ejemplo de un movimiento circular a otro rectiliacuteneo o de un movimiento oscilante recto (de ldquovaiveacutenrdquo) a uno de traslacioacuten en liacutenea recta En muchas ocasiones lleva acompantildeado ademaacutes un cambio en la fuerza de accionamiento pudieacutendose obtener a la salida una fuerza de diferente magnitud yo diferente sentido

elementos de transmisioacuten (18)

I mdash II Las piezas que permiten que los movimientos y las fuerzas se transfieran de

unos puntos a otros en las maacutequinas se denominan elementos de transmisioacuten III Los elementos de transmisioacuten en una maacutequina son las piezas que hacen

posible que se transfieran movimientos y fuerzas en eacutesta Son elementos de transmisioacuten las cadenas ruedas dentadas correas poleas etc

Fuerza (13)

I Fuerza es lo que hacemos para mover objetos empujaacutendolos o tirando de ellos o bien para detenerlos si estaacuten en movimiento Tambieacuten hacemos fuer-za al deformar un objeto (como cuando estrujamos o estiramos plastilina)

II Fuerza es una accioacuten que permite poner a un objeto en movimiento o cambiarle el movimiento si ya se moviacutea Tambieacuten puede deformar a los objetos o equilibrar otras fuerzas que estuvieran actuando sobre eacutestos

III Cuando las fuerzas que actuacutean sobre un objeto no estaacuten equilibradas el objeto veraacute acelerado (o frenado) su movimiento A menudo existen fuer-zas aunque nos se vean sus efectos el suelo sobre el que pisamos esta ejer-ciendo una fuerza que soporta y contrarresta nuestro peso

Ventaja mecaacutenica (3)

I Cuando una maacutequina nos permite hacer un trabajo que sin su uso cuesta mucho esfuerzo o imposible de hacer decimos que eacutesta proporciona una ventaja mecaacutenica

- 71 -


II En las maacutequinas ldquomultiplicadoras de fuerzasrdquo la ventaja mecaacutenica es la capacidad que eacutestas tienen de aumentar la fuerza aplicada Cuanto mayor sea esta ventaja en una maacutequina menor seraacute el esfuerzo que haya que hacer al usar dicha maacutequina

III Es la capacidad que tiene una maacutequina para mover una carga Se puede averiguar dividiendo el peso de la carga que es capaz de elevar la maacutequina entre la fuerza que ejerce la persona sobre la maacutequina VM = carga esfuerzo Este cociente es mayor que la unidad en todas aquellas maacutequinas ldquomultiplicadoras de fuerzasrdquo

Precisioacuten (4)

I mdashndash II Una de las ventajas de las maacutequinas es su precisioacuten es decir que permiten

hacer las tareas con maacutes exactitud que sin la ayuda de eacutestas III La precisioacuten de una maacutequina muestra la exactitud con que realiza la tarea

de forma que a medida que aumenta la precisioacuten los errores (en el traza-do en cualquier maniobra etc) son miacutenimos

Velocidad (11)

I La velocidad de un objeto indica lo raacutepido o lento que eacuteste se mueve IV La velocidad de un objeto indica con queacute rapidez recorre distancias es

decir si tarda mucho o poco en recorrer cierta distancia o si en cierto tiempo recorre mucha o poca distancia

V La velocidad es una magnitud fiacutesica que indica si los cambios de posicioacuten de un moacutevil a medida que transcurre el tiempo son grandes o pequentildeos Si se divide la distancia recorrida por el moacutevil entre el tiempo que tarda en recorrerla conocemos su velocidad

Velocidad de giro (12)

I La velocidad de giro de un objeto indica lo raacutepido o lento que eacuteste da vueltas II La velocidad de giro de un objeto da idea de si tarda mucho o poco en dar

una vuelta alrededor de un eje o si en cierto tiempo da muchas o pocas vueltas

VI La velocidad de giro es una magnitud fiacutesica que da cuenta del nuacutemero de vueltas que un objeto da en un determinado tiempo Su valor resulta del cociente entre el nuacutemero de vueltas dadas en cierto tiempo

- 72 -


Potencia (29)

I mdash II Hablamos de una maacutequina potente cuando es capaz de desarrollar un

trabajo o tarea en poco tiempo III La potencia de una maacutequina indica la energiacutea que consume la maacutequina

en 1 segundo o la energiacutea que es capaz de proporcionar la maacutequina en 1 segundo La potencia se mide en Watios (juliossegundo)

Trabajo (30)

I mdash II Cuando empujamos o tiramos de una carga y la desplazamos cierta dis-

tancia decimos que hemos realizado un trabajo Las maacutequinas mecaacutenicas ayudan a realizar trabajos de manera maacutes coacutemoda

III El trabajo es una forma de transferencia de energiacutea que se produce al desplazar una carga cierta distancia mientras se ejerce una fuerza en la di-reccioacuten de tal desplazamiento En la palanca (Fig 52) o en la rampa (Fig 53) el trabajo es fuerza x altura

Temperatura (32)

I La temperatura es una propiedad que podemos apreciar con el sentido del tacto y el resultado percibido lo expresamos diciendo ldquolo caliente o friacuteo que estaacute un objetordquo (Si bien el tacto es engantildeoso)

II La temperatura es una propiedad de los cuerpos que podemos medir con un termoacutemetro

III La temperatura es una propiedad que indica el estado de agitacioacuten en que se encuentran las partiacuteculas que componen un sistema material Se cumple que si dos cuerpos con distinta temperatura se ponen en contac-to ambos terminan igualando su temperatura situaacutendose el valor de eacutesta entre los que teniacutean inicialmente cada uno de los cuerpos

Calor (31)

I mdashndash II Calor es la energiacutea que suministramos a un cuerpo para aumentarle su

temperatura o bien la energiacutea que desprende un cuerpo cuando se estaacute enfriando (bajando su temperatura)

- 73 -


III Calor es una manera de transferencia de energiacutea Se transfiere calor entre dos cuerpos que tengan diferente temperatura El calor se transfiere siem-pre desde el cuerpo maacutes caliente al maacutes friacuteo hasta que la temperatura de ambos cuerpos se igualen

Palanca (21)

I Cuando se usa una barra riacutegida y un punto de apoyo para levantar un objeto se dice que se estaacute utilizando una palanca

II Las palancas constan de una barra riacutegida y un punto de apoyo En un punto de la barra se hace la fuerza y en otro punto de eacutesta aparece otra fuerza (generalmente mayor) que seraacute la que sostenga o eleve una carga Cuando el punto de apoyo de la palanca estaacute a igual distancia del punto de aplicacioacuten de la fuerza y del punto donde se situacutea la carga la fuerza que se consigue es la misma que la aplicada

III Las palancas son maacutequinas simples constituidas por una barra riacutegida y un punto de apoyo que se utilizan como multiplicadoras de fuerzas En todas las palancas se cumple la relacioacuten Fuerza aplicada x distancia AB = Carga (o Fuerza resistente) x distancia AC ( Ver Figura 52 en la paacutegina siguiente) Seguacuten la posicioacuten relativa entre el punto de aplicacioacuten de la fuerza el pun-to de apoyo y el lugar donde se situacutea la carga las palancas pueden ser de primer (Figura 51a) segundo (Figura 52b) o tercer geacutenero (Figura 52c)

Tanto en una palanca de primer geacutenero (un abrebotellas) como en una pa-lanca de segundo geacutenero (una guillotina para cortar un mazo de folios) se mul-tiplica la fuerza que hacemos El brazo humano una cantildea de pescar las pinzas de los cubitos son palancas de tercer geacutenero donde hacemos maacutes fuerza que la resistencia que es necesario vencer pero ganamos maniobrabilidad

- 74 -


Figura 52 Esquemas baacutesicos de palancas a) palanca de primer geacutenero b) palanca de segundo geacutenero y c) palanca de tercer geacutenero

Rampa (22)

I En la antiguumledad cuando auacuten no existiacutean gruacuteas para elevar objetos pesa-dos se utilizaban rampas para facilitar dicha tarea

II Cuando elevamos una carga cierta altura por una rampa de poca inclina-cioacuten necesitamos ejercer menos fuerza pero recorrer maacutes distancia que si lo hacemos por una rampa maacutes inclinada

- 75 -


III En una rampa se compensa la disminucioacuten de la fuerza necesaria para ele-var una carga con un aumento de la distancia a recorrer para subirla por dicha rampa dicho de otro modo cuanta menos inclinacioacuten tenga la ram-pa para elevar una carga cierta altura menos fuerza habraacute que hacer para desplazar dicha carga pero mayor distancia habraacute que recorrer (Figura 53)

Figura 53 Variacioacuten de la fuerza aplicada para elevar una carga cierta altura seguacuten la inclinacioacuten de la rampa por la que se eleva

Ruedandasheje (23)

I Las ruedas son piezas circulares que tienen las maacutequinas para facilitar su desplazamiento Sin ruedas constariacutea mucho maacutes esfuerzo moverlas

II Normalmente las ruedas en las maacutequinas van unidas por su parte central a una barra riacutegida llamada eje que les facilita el giro ademaacutes de servirles de sujecioacuten

III Las ruedas pueden ir unidas a un eje de dos formas rueda unida a un eje solidario (el eje y la rueda giran simultaacuteneamente) y rueda ensartada por un eje (el eje estaacute inmoacutevil y la rueda gira alrededor de dicho eje) Las ruedas no soacutelo sirven en las maacutequinas para su desplazamiento sino que tambieacuten sirven para transmitir movimientos y fuerzas entre sus diferentes puntos

Polea (24)

I Una polea es una rueda que tiene un canal a lo largo de todo su borde por donde se introduce la cuerda que la hace girar Hay poleas en los tendede-ros de ropa

II Una polea es una maacutequina simple consistente en una rueda acanalada en su periferia por donde se coloca una cuerda y ensartada por un eje sobre el que puede girar Sirve para elevar pesos o bien en maacutequinas maacutes com-plejas como elemento de transmisioacuten

- 76 -


III Cuando se usa una sola polea con una cuerda para elevar pesos no se reduce la fuerza que tenemos que ejercer para elevarlos soacutelo cambiamos el sentido de la fuerza lo cual resulta maacutes ergonoacutemico Sin embargo cuando se usan maacutes de una polea siacute se puede reducir la fuerza a ejercer para subir pesos

Cuando se usan poleas con correa para transmitir un movimiento girato-rio entre ejes si las poleas tienen radios diferentes las velocidades de giro de eacutestas seraacuten distintas cuanto mayor sea el radio de la polea menor es el nuacutemero de vueltas por unidad de tiempo y viceversa

Momento dinaacutemico (19)

I mdash II mdash III El equilibrio en una palanca se cumple cuando en cada brazo se man-

tiene constante el siguiente producto ldquofuerza aplicada x distancia (entre el punto de aplicacioacuten de la fuerza y el eje -o punto de apoyo-)rdquo A esta relacioacuten se le denomina momento dinaacutemico

engranaje (25)

I Un engranaje es una rueda dentada que se encuentra en muchas maacutequi-nas

II Los engranajes en las maacutequinas son ruedas dentadas engarzadas entre siacute (di-rectamente entre sus dientes o a traveacutes de una cadena) que se utilizan para transferir movimientos cambiando los sentidos yo las velocidades de giro

III Cuando se unen dos engranajes del mismo tamantildeo directamente entre sus dientes se consigue transferir un movimiento consistente en un cam-bio de sentido del giro Cuando se unen dos engranajes de diferentes ta-mantildeos ademaacutes del cambio de sentido de giro se consigue un cambio en la velocidad de giro Cuando dos engranajes de diferentes tamantildeos se unen mediante una cadena se mantiene el sentido de giro cambian las veloci-dades de giro y se obtiene una ventaja mecaacutenica

Herramienta (26)

I Las herramientas sirven para construir montar o arreglar aparatos Son herramientas un martillo un destornillador unas tenazashellip

II Las herramientas son maacutequinas sencillas que permiten aprovechar nues-tra fuerza de forma eficaz para hacer un trabajo

- 77 -


III Las herramientas son maacutequinas de uso generalmente manual que facili-tan la realizacioacuten de tareas que en su mayoriacutea seriacutean imposibles de rea-lizar sin su utilizacioacuten Existen herramientas simples como el martillo y herramientas complejas como el taladrador

Motor (10)

I Muchas maacutequinas tienen una parte llamada motor que les permite fun-cionar por siacute solas

II Los motores necesitan un aporte de energiacutea externa para funcionar y son los responsables del movimiento autoacutenomo de muchas piezas de las maacutequinas

III El motor es un dispositivo de las maacutequinas que transforma cualquier tipo de energiacutea entrante (eleacutectrica eoacutelica etc) en energiacutea mecaacutenica Seguacuten la fuente de energiacutea empleada para su funcionamiento los motores pueden ser eleacutectricos de combustioacuten solares etc

Sistemas de control (9)

I mdashndash II Muchas maacutequinas hacen su funcioacuten ldquoellas solasrdquo sin la intervencioacuten di-

recta del hombre es decir son automaacuteticas Y para ello necesitan tener instalado un sistema de control

III El sistema de control es el encargado de coordinar y secuenciar conve-nientemente todas las tareas o acciones que debe realizar una maacutequina

Faacutebrica (33)

I Antiguamente los productos se elaboraban a mano pieza a pieza en ta-lleres artesanales Ahora se elaboran en lugares llamados faacutebricas donde existen maacutequinas que pueden elaborar muchas unidades iguales median-te operaciones encadenadas

II Las faacutebricas son lugares donde hay maacutequinas para producir grandes can-tidades de objetos o productos en serie Esto hace que los productos sean maacutes baratos que los hechos en talleres artesanales donde los productos se elaboran a mano (cada producto es lsquouacutenicorsquo) y en pequentildeas cantidades (se tarda maacutes en elaborar cada producto)

III Las faacutebricas son sistemas dotados de la maquinaria herramientas e instala-ciones necesarias para construir objetos en serie elaborar en serie determi-nados productos o transformar industrialmente ciertas fuentes de energiacutea

- 78 -


desarrollo tecnoloacutegico (34)

I mdash II Desde la prehistoria el hombre ha ido resolviendo sus problemas de su-

pervivencia gracias a una mejora paulatina de teacutecnicas para inventar maacute-quinas y artefactos o perfeccionar aquellos ya existentes de desarrollo del conocimiento cientiacutefico del uso de recursos naturales con ayuda de maacutequinas y artefactos etc A esta mejora progresiva se le denomina desa-rrollo tecnoloacutegico

III Con el desarrollo tecnoloacutegico actual se han conseguido importantes avan-ces en diversos campos como la medicina las comunicaciones la indus-tria etc que han supuesto un alto grado de bienestar Pero este desarrollo tecnoloacutegico no se ha producido al mismo ritmo o por igual en todas las partes del mundo Esto ha contribuido en muchos casos a acentuar auacuten maacutes las desigualdades que existen entre los paiacuteses del primer y tercer mundo Asimismo el desarrollo tecnoloacutegico no siempre se ha producido en forma saludable y sostenible de explotacioacuten de recursos sino que ha generado problemas socio-ambientales Incluso en muchos casos las mo-tivaciones que han impulsado el desarrollo de ciertos campos cientiacutefico-tecnoloacutegicos no han respondido a necesidades de bienestar sino a intere-ses econoacutemicos o de poder

desarrollo industrial5 (35)

I mdash II El cambio de actividades manuales y artesanales a actividades realizadas

con la ayuda de maacutequinas en faacutebricas se llama desarrollo industrial III El desarrollo industrial cumple un papel muy importante en la innova-

cioacuten tecnoloacutegica en la investigacioacuten y en el desarrollo de las actividades que son el eje central para el desarrollo econoacutemico y social de cualquier ciudad regioacuten o paiacutes Existe una interdependencia entre el desarrollo so-cial y el desarrollo industrial La industrializacioacuten propicia directa o indi-rectamente la creacioacuten de puestos de trabajo la erradicacioacuten de pobreza o el acceso a una mejor educacioacuten y salud entre otros aspectos Si bien uno de los retos actuales del desarrollo industrial es lograr que su impacto en el medio ambiente sea inocuo y saludable

5 Paracompletarlasdefinicionesdelosconceptos343738y39sesugierelaconsultadelibroTraveacuteG(2006)Investigando las actividades econoacutemicasProyectocurricularINM(6-12)Sevilla Diacuteada

- 79 -


Salud (36)

I Una persona tiene salud cuando no estaacute enferma o se pone enferma muy rara vez

II La salud es lo contrario de enfermedad Aunque una persona tenga deter-minados siacutentomas o signos desfavorables (dolor dificultades fiacutesicas men-tales etc) se considera sano si estos siacutentomas no le impiden integrarse plenamente en una actividad normal familiar profesional y social

III Tener salud implica poder realizar todas las actividades diarias sin dificul-tad esto es carecer de problemas de movilidad de respiracioacuten de pro-blemas mentales etc Para la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) la salud es ldquoun estado de completo bienestar fiacutesico mental y social y no soacutelo la ausencia de molestias o enfermedadesrdquo

Sostenibilidad (37)

I mdash II El uso irresponsable de maacutequinas provoca que algunas fuentes de energiacutea

se agoten maacutes raacutepidamente ademaacutes de provocar contaminacioacuten ambien-tal La sostenibilidad consiste en utilizar las maacutequinas con responsabili-dad de manera que puedan preservarse para las generaciones futuras esas fuentes de energiacutea y un entorno saludable

III El desarrollo econoacutemico y tecnoloacutegico no soacutelo supone un mayor bienestar tambieacuten tiene consecuencias negativas para la salud y el medio ambiente El crecimiento en gran parte desmedido o desproporcionado del uso de energiacutea y materiales estaacute ocasionando un agotamiento acelerado de los re-cursos naturales y un deterioro ambiental irreversible en muchos casos La sostenibilidad es el desarrollo que satisface las necesidades de la generacioacuten presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras pasa sa-tisfacer sus propias necesidades Por tanto conlleva la idea de un desarrollo y mejora cualitativa de la forma de vida sin crecimiento desmedido es decir sin un consumo de energiacutea ni de materiales maacutes allaacute de lo estrictamente necesario a fin de preservar el futuro del planeta y la vida de sus habitantes

impacto ambiental (38)

I mdash II Cualquier efecto producido por la accioacuten del hombre generalmente a

traveacutes del uso de maacutequinas industrias etc sobre el medio ambiente se denomina impacto ambiental

- 80 -


III El desarrollo tecnoloacutegico alcanzado en el uacuteltimo siglo ha contribuido al desarrollo socio-econoacutemico y de bienestar que al menos los paiacuteses del primer mundo conocen Sin embargo dicho desarrollo ha conllevado tambieacuten en muchos casos un impacto negativo sobre la salud y el medio ambiente caracterizado por una sobreexplotacioacuten de recursos naturales no renovables la emisioacuten al ambiente de residuos (soacutelidos liacutequidos o ga-seosos) contaminantes y no degradables la destruccioacuten de espacios natu-rales asiacute como la desaparicioacuten acelerada de especies animales y vegetales

Contaminacioacuten (39)

I La contaminacioacuten es la presencia en el medio ambiente de sustancias ajenas a eacuteste generalmente provenientes de actividades humanas que son perjudiciales

II Se produce contaminacioacuten cuando se ldquovierterdquo cualquier sustancia (soacutelida liacutequida o gaseosa) o energiacutea (calor ruido radiactividad etc) al medio ambiente en cantidades superiores a las que eacuteste puede asumir Muchas maacutequinas y faacutebricas actuales contribuyen a ello

III Existe contaminacioacuten debida a las maacutequinas o las industrias cuando eacutestas emiten al medio ambiente sustancias y energiacutea hasta un grado capaz de perjudicar la salud de las personas atentar contra los sistemas ecoloacutegicos y organismos vivientes deteriorar la estructura y caracteriacutesticas del am-biente o dificultar la regeneracioacuten de los recursos naturales Se suelen dis-tinguir cinco tipos de contaminacioacuten atmosfeacuterica del agua de los suelos acuacutestica y radiactiva6

relaciones conceptuales prioritarias

Si bien el diagrama conceptual de la figura 51 ofrece una visioacuten global de las principales relaciones entre los conceptos baacutesicos sentildealados anteriormente en lo que sigue expresamos expliacutecita y pormenorizadamente dichas relaciones

bull Una maacutequina (1) o sistema tecnoloacutegico (2) (denominacioacuten maacutes ldquoteacutecnica o especializadardquo) nos facilita la realizacioacuten de ciertas tareas por ejemplo

6 Actualmente tambieacuten sehabladecontaminacioacuten lumiacutenicaocasionadapor lagran iluminacioacutende lasciudadesqueimpidevisualizarelcieloestrelladoSibienoptamosporposponersuintroduccioacutenalaetapadeESO(12-16antildeos)

- 81 -


multiplicando la fuerza (13) aplicada para obtener una ventaja mecaacuteni-ca (3) Tambieacuten permiten aumentar la velocidad (11) de ejecucioacuten de una determinada tarea yo con mayor precisioacuten (4) Otras permiten cambiar la direccioacuten yo sentido del movimiento de piezas para lograr la tarea deseada por ejemplo transformar la velocidad de giro (12) de un dispositivo en velocidad (11) lineal y viceversa

bull Las maacutequinas (1) necesitan energiacutea (14) para funcionar A su vez desarro-llan una tarea que a menudo podemos determinar y cuantificar median-te un trabajo (30) (mecaacutenico eleacutectrico quiacutemico termodinaacutemicohellip) La potencia (29) de una maacutequina (1) da cuenta de su capacidad para utilizar la energiacutea yo transformar maacutes o menos raacutepidamente energiacutea (14) en tra-bajo (30) A veces las maacutequinas (1) reciben unos tipos de energiacutea (15) y la transforman en otros tipos La energiacutea (16) se obtiene de diferentes fuentes de energiacutea (16) como pueden ser los combustibles foacutesiles la luz solar el viento los saltos de agua de un riacuteo etc

bull El balance entre lo que necesita una maacutequina (1) para funcionar y la efi-ciencia con que realiza su tarea se puede cuantificar mediante un cociente tipo ldquolo que aporta lo que reciberdquo Ese cociente expresado como porcenta-je entre la energiacutea (14) recibida y el trabajo (30) desarrollado se denomina rendimiento energeacutetico (28) Es decir desafortunadamente las maacutequinas (1) no aprovechan al 100 la energiacutea (14) que reciben sino que una parte importante de eacutesta no la aprovechan y se disipa por ejemplo mediante un proceso de calor (31) lo cual se manifiesta con un aumento indeseado de la temperatura (32) de las piezas de la maacutequina (1) y del aire de sus alre-dedores

bull Las maacutequinas (1) pueden ser simples (20) o complejas (27) Por tradicioacuten desde los griegos se denominan maacutequinas simples (20) a los artefactos mecaacutenicos elementales como la palanca (21) la rampa (22) la rueda (23) la polea (24) y el engranaje (25) Dentro de la nomenclatura de la Tecno-logiacutea actual estas maacutequinas (1) suelen ser piezas elementales de maacutequinas maacutes complejas (27) y se denominan operadores tecnoloacutegicos (5) entre los que se incluyen las herramientas (26) El movimiento de rotacioacuten de deter-minados artefactos mecaacutenicos simples como la palanca (21) se explica a partir del momento dinaacutemico (19)

bull Las maacutequinas complejas (27) estaacuten dotadas de estructura (6) y chasis (7) donde se engarzan y organiza el funcionamiento de los operadores tecno-loacutegicos (5) En las maacutequinas (1) automaacuteticas ese funcionamiento es ac-cionado y coordinado por un sistema de control (9) A todo ese conjunto piezas (operadores) con su funcionamiento especiacutefico se le denomina me-

- 82 -


canismo (8) de la maacutequina (1) Las maacutequinas (1) que transmiten fuerza (13) y movimiento poseen piezas riacutegidas de transmisioacuten mecaacutenica (17) como pedales cadenas y ruedas dentadas tambieacuten denominados elemen-tos de transmisioacuten (18)

bull A menudo las maacutequinas (1) contienen una componente que genera el mo-vimiento de la maacutequina (1) a partir de un aporte externo de energiacutea (14) A ese componente se le denomina motor (10) En el caso de un automoacutevil el motor (10) maacutes habitual hoy diacutea es el de combustioacuten y en los electro-domeacutesticos el eleacutectrico

bull Desde que histoacutericamente se produjera el desarrollo industrial (35) las maacutequinas (1) agrupadas y coordinadas en sistemas de maacutequinas (1) de-nominados faacutebricas (33) producen grandes cantidades de productos en serie Esto rompioacute con el hecho de tener que hacer los productos uno a uno y con gran dependencia de la actuacioacuten directa de la mano humana

bull Los desarrollos industrial (35) y tecnoloacutegico (34) han supuesto la sofis-ticacioacuten de las maacutequinas (1) para una fabricacioacuten de productos de ma-nera maacutes sencilla barata y eficaz Asimismo han propiciado por ejemplo grandes avances en la medicina en aras de preservar la salud (36) de las personas Sin embargo tambieacuten han producido efectos colaterales como un impacto ambiental (38) que a menudo es perjudicial como es el debido a la contaminacioacuten (39) De ahiacute que se hable de sostenibilidad (37) en el sentido de promover un desarrollo mejora cualitativa o despliegue de potencialidades pero preservando los recursos para las generaciones veni-deras es decir sin la incorporacioacuten de mayor cantidad de energiacutea (14) ni de materiales procedentes de fuentes y recursos no renovables

Hay algunas relaciones semicuantitativas que pueden resultar muy uacutetiles para entender adecuadamente coacutemo funcionan las maacutequinas Entre los elementos de un mecanismo un alumno puede establecer relaciones causales sencillas que tiendan a explicar su funcionamiento (este engranaje mueve aqueacutel etc) Pero se puede ir maacutes allaacute en Educacioacuten Primaria e iniciar a los escolares en las relaciones cualitativas existentes entre las magnitudes que intervienen en las maacutequinas Asi-mismo al estudiar las maacutequinas como sistemas se pueden hacer balances entre las entradas y salidas (de energiacutea yo materia) en el sistema

Si nos centramos en dispositivos mecaacutenicos hay elementos que mueven o lle-van el peso de la traccioacuten para transportar la carga una determinada distancia y otros elementos que son conducidos o movidos por aquellos Por tanto existe una relacioacuten jeraacuterquica entre los roles de los primeros y los de los segundos La manivela que sirve para subir o bajar persianas o los pedales de la bicicleta son

- 83 -


elementos donde se produce la entrada de la energiacutea (a causa de la fuerza huma-na) en la maacutequina En otro lugar de estas maacutequinas la polea riacutegidamente unida al eje que enrolla la persiana en el primer caso o el pintildeoacuten unido a la rueda trasera en el segundo parte de esa energiacutea aportada (el resto se pierde) es consumida por eacutestas para desarrollar el trabajo de mover sus respectivas cargas

En los dispositivos eleacutectricos tambieacuten existe una relacioacuten jeraacuterquica en cuanto a que determinados elementos como las fuentes de alimentacioacuten pro-porcionan la energiacutea mientras que en otros la energiacutea se transforma seguacuten la utilidad una resistencia que disipa energiacutea teacutermica una bombilla un motor que gira etc

Merece la pena que los escolares vayan adquiriendo una idea precursora del abstracto concepto de trabajo que es junto al calor y la radiacioacuten un modo de transferencia de la energiacutea entre sistemas Esa nocioacuten precursora del trabajo se puede ir construyendo prestando atencioacuten a que muy a menudo las rela-ciones que se dan entre parejas de fuerzandashdistancia son de tipo compensatorio (de proporcionalidad inversa) es decir del tipo a mayor brazo de palanca menor fuerza a ejercer Estas relaciones maacutes adelante se podraacuten resumir en una de caraacutecter maacutes general y abstracto que en las maacutequinas simples como las palancas se puede verificar faacutecilmente la conservacioacuten del trabajo propor-cionado por eacutestas Se podraacute verificar coacutemo se mantiene constante ese trabajo de una forma cualitativa contemplando que se conserva el producto lsquofuerza (aplicada) x distancia

Con maacutequinas multiplicadoras de fuerzas como una palanca un sistema rue-dandasheje un plano inclinado etc somos capaces de mover con relativa facilidad cargas pesadas Pues bien existe una relacioacuten entre la fuerza del peso de la carga que movemos y la fuerza que realmente hacemos usando la maacutequina Lo que mide esta relacioacuten es la ventaja mecaacutenica que es el nuacutemero de veces que se mul-tiplica la fuerza que nosotros aplicamos

Veamos algunos casos donde podemos verificar faacutecilmente estas relaciones en primer lugar en casos mecaacutenicos y despueacutes en otros sistemas tecnoloacutegicos

bull En las maacutequinas simples como palancas (figuras 52 a y b) y ruedandasheje la fuerza que hacemos en un punto alejado del de apoyo en el primer caso o del eje (periferia) en el segundo se transforma en una fuerza mucho mayor al otro lado de la palanca de primer geacutenero o cerca del eje en el segundo Concretamente en el caso del sistema ruedandasheje se cumple la siguiente relacioacuten

Fsobre el eje

middot deje

= F periferia

middot dperiferia

- 84 -


En una rueda con eje solidario (Figura 54) la fuerza F1 realizada en la

periferia de la rueda a distancia R1 del centro se transmite multiplicaacutendose

a distancias muy cercanas al eje cumplieacutendose

F1(periferia rueda) middot

R1(periferia rueda)

= F2(sobre eje) middot

R2( sobre eje)

Figura 54

Los volantes de los automoacuteviles son ruedas solidarias a su eje Cuanto ma-yor sea el diaacutemetro del volante menos fuerza ejerce la mano para vencer la misma resistencia aplicada al eje En estos casos se cumplen relaciones similares a las de la palanca

F

1 middot R

1 = F

2 middot R

2

En siacutentesis cuanto maacutes alejados del centro de giro hagamos la fuerza me-nor seraacute el esfuerzo que tengamos que hacer para elevar una pesada carga que penda del eje Es decir con una fuerza pequentildea lejos del eje podemos equilibrar una carga grande que se aplique en el eje Dicho de otro modo cuanto mayor sea el ldquobrazo de palancardquo menor es la fuerza que hay que ha-cer o mayor es la ventaja mecaacutenica (multiplicacioacuten de nuestra fuerza) que se produce

bull En general si tenemos una serie de engranajes conceacutentricos y ordenados progresivamente seguacuten sus tamantildeos como es el caso de 3 pintildeones de la rueda trasera de una bicicleta (Figura 55) la fuerza que es necesario ejercer para mover el eje comuacuten (unido a la rueda trasera) se hace cada vez mayor a medida que ponemos un pintildeoacuten maacutes pequentildeo es decir a medida que nos acercamos al eje

13 F213 sobre13 eje13

F113 sobre13 13 13 13 13 periferia13

- 85 -


Figura 55

bull En un sistema de dos poleas unidas por una correa o de dos engranajes conectados por una cadena de transmisioacuten se cumpliraacute que las velocidades de giro (w

1 y w

2) y los radios de las poleas o engranajes estaacuten conectados

seguacuten la relacioacuten

R1 middot w

1 = R

2middot w

2

Figura 56 Panel de operadores tecnoloacutegicos de un centro escolar7

7 Foto cortesiacutea del Colegio Luisa de Marillac de Sevilla

13

FMOTORA13

FDE13 CARGA13

- 86 -


conociMientos relativos a procediMientos y actitudes

El conocimiento escolar sobre las maacutequinas y artefactos incluye no soacutelo con-ceptos y relaciones entre ellos como los expuestos sino tambieacuten el desarrollo de competencias baacutesicas que implican ser capaces de obtener y utilizar eficiente-mente dicha informacioacuten conceptual Lo que mostramos a continuacioacuten se pue-de deducir de lo que hemos expuesto en el capiacutetulo 2 de este libro no obstante es oportuno volver a incidir en ello aquiacute y resaltar algunas ideas

La puesta en juego de procedimientos y destrezas baacutesicas en investigaciones escolares relacionadas con las maacutequinas y artefactos puede venir dada de la si-guiente manera

①ensp enspDebatir en grupo la eleccioacuten de un problema tecnoloacutegico sobre el que tra-bajar (averiguar coacutemo funciona un aparato o construir un prototipo) lo que implica intercambiar ideas y opiniones tomar decisiones defender argumentos negociar decisiones etc Dicho trabajo en equipo supone un adecuado reparto de roles y tareas asiacute como la realizacioacuten coordinada y cooperativa de las mismas

②ensp enspBuscar informacioacuten y hacer un adecuado tratamiento de la misma esto es seleccioacuten de los elementos relevantes para el problema tecnoloacutegico a abor-dar establecimiento de la relacioacuten de los mismos con el problema empleo de herramientas y procedimientos concretos etc

③ensp enspDisentildear y construir prototipos planificar las tareas a realizar evaluar tales tareas y los prototipos asiacute como establecer las mejoras necesarias tanto para las tareas llevadas a cabo como para la elaboracioacuten de dichos artefac-tos y otros futuros

④ensp enspTrabajar con diferentes materiales y herramientas⑤ensp enspAnalizar maacutequinas y artefactos conocidos a la luz de los conocimientos

trabajados en el aacutembito (sobre Ciencias y Tecnoloacutegica sobre Educacioacuten sostenible ambiental y socialmente justa)

De la misma manera el conocimiento escolar sobre las maacutequinas impli-ca el desarrollo de una serie de actitudes y valores que por una parte fo-menten la predisposicioacuten favorable de los escolares hacia el aprendizaje y conocimiento del aacutembito (curiosidad intereacutes) y por otro les forje como personas criacuteticas razonables y responsables en relacioacuten con la interaccioacuten saludable y sostenible de las maacutequinas con la Sociedad y el Medio Ambiente Especiacuteficamente el aacutembito de las maacutequinas es propicio para el fomento de las siguientes actitudes

- 87 -


Pensamiento tecnoloacutegico observacioacuten selectiva del entorno para la detec-cioacuten de problemas teacutecnicos asiacute como convencimiento y deseo de abordar su resolucioacuten especialmente en los problemas que surjan en la vida coti-diana en la interaccioacuten de uso comuacuten Por ejemplo la actitud receptiva y de buacutesqueda para aprender a arreglar un juguete o un aparato de uso cotidiano que no revista complejidad para los nintildeos y nintildeas

Intereacutes por desenmascarar con mayor o menor profundidad el mecanis-mo mediante el cual funcionan las maacutequinas maacutes habituales del entorno de los escolares y que a priori suelen presentarse como ldquocajas negrasrdquo

Adoptar la misma actitud de motivacioacuten pero maacutes selectiva sobre aquellas otras aacutereas que espontaacuteneamente interesen maacutes a los escolares respecto al conocimiento tecnoloacutegico vinculado a las maacutequinas y artefactos

Intereacutes por conocer algunas caracteriacutesticas relevantes de las maacutequinas co-tidianas que utilizamos a fin de satisfacer la curiosidad de saber coacutemo funcionan para realizar una eleccioacuten acertada al adquirirla o para su uso adecuado y responsable (tener en cuenta el consumo energeacutetico el posible impacto ambiental los posibles efectos sobre la salud etc)

Adquisicioacuten del haacutebito de sostener una postura criacutetica en la interaccioacuten con las maacutequinas por ejemplo valorando las ventajas e inconvenientes de las maacutequinas que maacutes se utilizan

Asiacute mismo el aacutembito de las maacutequinas y artefactos propicia la asuncioacuten de actitudes generales promovidas en el proyecto curricular INM (6-12) en-tre las que destacan

bull Intereacutes por comprender los problemas y riesgos ambientales que afronta el mundo

bull Motivacioacuten para entender y asumir personalmente los principios en los que se ha de fundamentar una interaccioacuten de la humanidad con el me-dio orientada hacia la sostenibilidad y para actuar cotidianamente en consecuencia

bull Proteccioacuten del medio ante posibles impactos negativos como punto de partida fundamental para una relacioacuten de la humanidad con la natura-leza orientada hacia la sostenibilidad

bull Negociacioacuten democraacutetica de diaacutelogo y con tolerancia en la resolucioacuten de los conflictos personales y sociales y consecuentemente rechazar el autoritarismo el dogmatismo la violencia y la guerra como formas de interaccioacuten y resolucioacuten de conflictos

bull Reconocimiento geneacuterico de la diversidad de paiacuteses culturas y personas como valor positivo

- 88 -


bull Respeto a los derechos humanos de todas las personas independiente-mente de su edad geacutenero nacionalidad u origen eacutetnico

bull Reconocimiento del valor de la autonomiacutea intelectual y moral en las per-sonas la creatividad y la innovacioacuten en la resolucioacuten de los problemas personales y sociales

bull Valoracioacuten positiva de estilos de vida saludables orientados a la preven-cioacuten y promocioacuten de la salud

- 89 -

6 iquestQUEacute eXPeRienCiAS Se PUeden ReALiZAR en LA enSeNtildeAnZA SOBRe LAS MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS

El presente capiacutetulo comienza con una breve descripcioacuten de las caracteriacutes-ticas y finalidades didaacutecticas de las experiencias escolares dentro del contexto investigador que guiacutea nuestra propuesta curricular A continuacioacuten se propo-ne una coleccioacuten de posibles experiencias a modo de ejemplos indicando queacute funcioacuten tendriacutean en la dinaacutemica investigadora del aula y maacutes concretamente en la construccioacuten del conocimiento escolar deseable Ello toda vez que hayan sido previamente adaptadas a la edad y el contexto educativo donde vayan a ser implementadas

iquestqueacute caracteriza a las experiencias escolares de perfil investigador

Los objetivos y problemas generales prioritarios planteados en cada aacutembito de investigacioacuten se implementan a traveacutes de unidades didaacutecticas las cuales llevan integradas el desarrollo de experiencias No obstante con frecuencia se proponen experiencias que por su intereacutes didaacutectico se disentildean de manera complementaria a las unidades y cuyo desarrollo se lleva a cabo en el seno de lo que en el proyecto INM (6-12) se denominan talleres de experiencias1

Se puede decir que las experiencias son actividades praacutecticas en las que los escolares exploran directamente las cosas o procesos reales Teniendo presente la

1 Sobre los talleres y su funcioacuten didaacutectica son interesantes las aportaciones de otros libros de este proyecto curricular Cantildeal P Pozuelos FJ y Traveacute G (2005) Descripcioacuten general y fundamentos Proyecto Curri-cular INM (6-12) Sevilla Diacuteada (pp 61-62) Jimeacutenez JR (2006) Un Aula para la Investigacioacuten Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada (pp 59-80) y Traveacute G (2006) Investigando las Actividades Econoacutemi-cas Proyecto Curricular INM (6-12) Sevilla Diacuteada (pp 116-117)

- 90 -


clasificacioacuten de actividades que toma como referencia2 el proyecto INM (6-12) las experiencias tienen como principal fuente de informacioacuten la propia realidad que se investiga en este caso las maacutequinas y artefactos que nos rodean Asiacute pode-mos distinguir los tipos de experiencias siguientes

bull Experiencias de identificacioacuten de los diferentes tipos de maacutequinas y artefac-tos asiacute como de organizacioacuten de los mismos (por ejemplo faacutebricas talleres artesanaleshellip) atendiendo a diferentes criterios de organizacioacuten

bull Experiencias de identificacioacuten y anaacutelisis de los componentes de las maacutequi-nas y artefactos del entorno proacuteximo y cotidiano de los escolares que bien puede ser urbano o rural

bull Experiencias de observacioacuten y anaacutelisis del funcionamiento de maacutequinas y artefactos en el aula o tallerlaboratorio

bull Experiencias de disentildeo y construccioacuten de sencillas maacutequinas y artefactos en el aula o tallerlaboratorio

Las experiencias como actividades integrantes de una unidad didaacutectica investigadora

Realmente cualquiera de los tipos de experiencias que acabamos de exponer tendriacutea cabida como parte integrante de una unidad didaacutectica investigadora y por tanto ser realizada en cualquier momento de su desarrollo siempre que esa insercioacuten se haga con la coherencia loacutegica de la estrategia de ensentildeanza de la uni-dad Los argumentos que sustentan esta aseveracioacuten son los siguientes

bull Las experiencias son un recurso excelente para promover la formulacioacuten de problemas especiacuteficos que pueden ser investigados en el aula como parte de una unidad didaacutectica investigadora La visita a una faacutebrica con los escolares puede desencadenar por ejemplo el deseo de indagar sobre alguacuten aspecto del montaje de las maacutequinas que la componen o sobre los tipos y caracte-riacutesticas baacutesicas de las mismas

bull Las experiencias tambieacuten son propicias para generar situaciones en las que los escolares expresen sus conocimientos previos o cotidianos respecto a alguacuten aspecto del problema a investigar en la unidad didaacutectica

bull Determinadas experiencias pueden formar parte del plan de buacutesqueda de informacioacuten demandado en el transcurso de la unidad didaacutectica de modo

2 Veacutease Cantildeal P (2000) Las actividades de ensentildeanza Un esquema de clasificacioacuten Investigacioacuten en la Escuela 40 5-21

- 91 -

que su realizacioacuten contribuya a la obtencioacuten de datos uacutetiles para dar res-puesta a los interrogantes planteados

bull Igualmente determinadas experiencias pueden ser planificadas y desarro-lladas con objeto de complementar los datos obtenidos en determinadas actividades de la unidad y facilitar o reforzar asiacute la comprensioacuten de alguacuten aspecto del problema abordado

bull Las experiencias pueden ser asimismo idoacuteneas como actividades de cons-truccioacuten general o generalizacioacuten del conocimiento en tanto que permitan establecer un viacutenculo entre lo aprendido sobre un problema especiacutefico y cuestiones relacionadas con otros problemas de la unidad didaacutectica o de otras diferentes

bull Finalmente las experiencias pueden ser sumamente uacutetiles a la hora de comunicar resultados de los hallazgos y conclusiones de los escolares asiacute como actividades de evaluacioacuten (autoevaluacioacuten coevaluacioacuten autorregu-lacioacuten del aprendizajehellip) que pueden ser programadas a lo largo de la unidad didaacutectica

Las experiencias como actividades complementarias al desarrollo de la unidad didaacutectica los talleres de experiencias

Ya hemos adelantado el intereacutes didaacutectico de organizar talleres de experiencias como espacio de actividades complementarias a las que constituyen una unidad didaacutectica investigadora Estos los organiza generalmente el profesor bien por-que desea facilitar o reforzar el aprendizaje de un determinado contenido o bien porque sencillamente percibe que es un escenario de aprendizaje recreativo que estimula el intereacutes y por ende la implicacioacuten activa de los escolares en el desa-rrollo de sus competencias baacutesicas No en vano su implementacioacuten implica ge-neralmente sacar de la rutina en la que muchos escolares suelen verse inmersos a diario en las escuelas

La realizacioacuten de experiencias constituye un recurso que se torna indispen-sable de cara a favorecer los procesos de aprendizaje relativos al conocimiento sobre la realidad natural y social maacutes cercana a los escolares sobre todo en la etapa educativa de Primaria Son especialmente interesantes las experiencias que proporcionen a los escolares unas vivencias que posiblemente no seriacutean capaces de realizar o sentir por siacute solos sin la ayuda del profesor

Los talleres de experiencias permiten que los escolares aprendan de un modo sugerente y dinaacutemico tal y como sugiere la filosofiacutea de la ensentildeanza y aprendizaje por investigacioacuten Se parte ademaacutes de la idea fundamental de aprender de forma amena y divertida ya que uno de los alicientes que deben tener estas experiencias

- 92 -


complementarias es que se desarrollen en un marco luacutedico-afectivo que impulse la dinaacutemica del aula3

Para que estos talleres surtan el efecto didaacutectico deseado debe evitarse por tanto el planteamiento de experiencias superficiales y carentes de un estiacutemulo reflexivo basadas en el seguimiento estricto de guiones-receta Lo que deben pro-piciar en cambio es que los escolares

bull Se involucren activamente en el proceso de ensentildeanzaaprendizaje con el desarrollo de actitudes positivas hacia el conocimiento cientiacutefico-tecnoloacute-gico y su aprendizaje

bull Desarrollen la capacidad de planificar y utilizar procedimientos de perfil investigador para la resolucioacuten de problemas emisioacuten de hipoacutetesis buacutesque-da y tratamiento de informacioacuten observacioacuten descripcioacuten clasificacioacuten control de variables interpretacioacuten de resultados

bull Incrementen su creatividad y se hagan capaces de disentildear planificar y cons-truir artefactos que permitan observar yo reproducir los fenoacutemenos natu-rales estudiados o resolver problemas tecnoloacutegicos abordables

bull Se sientan los principales protagonistas de procesos de aprendizaje en los que superen obstaacuteculos y dificultades en un clima de cooperacioacuten partici-pacioacuten y responsabilidad

bull Se sientan satisfechos de ver reconocido su trabajo siendo capaces de co-municar a otras personas los conocimientos adquiridos en un ambiente educativo luacutedico y afectivo

bull Y en general aprecien que poseer un conocimiento baacutesico sobre Ciencia es algo que junto a otros factores les puede ayudar a ser maacutes autoacutenomos y quizaacute maacutes felices en la sociedad actual

3 Garciacutea-Carmona A y Criado A (2007) laquoInvestigar para aprender aprender para ensentildearraquo Un proyecto orientado a la difusioacuten de conocimiento escolar sobre Ciencia Alambique Didaacutectica de las Ciencias Expe-rimentales 52 73-83Oliva JM Matos J Bueno E Bonat M Domiacutenguez J Vaacutezquez A y Acevedo JA (2004) Las exposi-ciones cientiacuteficas escolares y su contribucioacuten en el aacutembito afectivo de los alumnos participantes Ensentildean-za de las Ciencias 22(3) 425-440Van Zee EH Hammer D Bell M Roy P y Jennifer P (2005) Learning and teaching science as inquiry A case study of elementary school teachersrsquo investigations of light Science Education 89 1007-1042

- 93 -


iquestqueacute experiencias pueden resultar interesantes sobre Maacutequinas y artefactos

A continuacioacuten y a modo de ejemplo se presenta una coleccioacuten de fichas de experiencias sobre maacutequinas y artefactos que podriacutean desarrollarse en la liacutenea investigadora promulgada por INM (6-12) Las experiencias se organizan en tor-no a los problemas generales que guiacutean el desarrollo curricular de este aacutembito Para cada experiencia se indican los materiales yo recursos necesarios breves orientaciones para su adecuado desarrollo y algunas preguntas que estimulen la reflexioacuten sobre lo realizado en las mismas Conviene decir tambieacuten que dada la concisa descripcioacuten que se da de las experiencias seraacute necesario adaptar adecua-damente cada una de ellas a las caracteriacutesticas especiacuteficas de la clase donde vayan a ser implementadas

- 94 -


iquestqueacute es una Maacutequina y para queacute sirve dibuja detalladaMente una Maacutequina

Materiales bull Material escolar para dibujar (block de dibujo laacutepices etc)

desarrollo bull Se pide a los escolares que de manera individual dibujen una maacutequina Se procuraraacute orientar al grupo para que no descarten maacutequinas simples

bull Una vez hechos los dibujos cada escolar presenta el suyo a sus compantildeeros haciendo una breve descripcioacuten del mismo

bull Si los escolares han dibujado pocas o ninguna maacutequina simple el profesor mostraraacute imaacutegenes de algunas de las maacutes comunes de forma que las incluyan tambieacuten en su concepcioacuten sobre lo que es una maacutequina

bull A continuacioacuten se agrupa a los escolares seguacuten el tipo de maacutequina dibujada

bull Dentro de cada grupo reflexionan y debaten sobre las cuestiones citadas maacutes abajo a fin de valorar cuaacutel de sus dibujos es el que mejor representa a una maacutequina y queacute aspectos lo completariacutean Si lo estiman necesario pueden volver a hacer un nuevo dibujo con los todos los matices consensuados en cada grupo

bull Realizado lo anterior cada equipo presenta su dibujo mejorado a los demaacutes explicando queacute le faltaba al anterior y queacute han agregado para que represente lo mejor posible al tipo de maacutequinas que ellos escogieron

bull La presentacioacuten de los dibujos serviraacute para que los escolares debatan posibles discrepancias yo aclaren dudas

bull Finalmente todos los dibujos se cuelgan en el tabloacuten de clase u otros espacios destinados a los trabajos de los escolares

Cuestiones para la reflexioacuten

bull iquestCoacutemo es una maacutequina iquestQueacute aspecto tienebull iquestPara queacute sirve una maacutequinabull iquestDe queacute partes consta una maacutequina

1experiencia

- 95 -


iquestqueacute objetos son Maacutequinas y cuaacuteles no

Materiales bull Cucharabull Hoja de papelbull Pinzasbull Pelota (de tenis ping pong etc)bull Tizabull Tijera escolarbull Plastilinabull Grapadora

desarrollo bull Se reparten estos materiales a cada equipo y se les indica que los clasifiquen en maacutequinas y no maacutequinas

bull Mientras realizan la clasificacioacuten deben debatir entre ellos sobre queacute es una maacutequina y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas

bull Despueacutes se hace una puesta en comuacuten entre todos los grupos y se debaten las posibles diferencias surgidas

bull Los escolares anotan sus dudas particulares las cuales deben intentar aclarar buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor Si se estima necesario se pueden proponer algunas cuestionesactividades de refuerzo o apoyo al respecto

bull Al final de la experiencia es importante que la clasificacioacuten establecida como adecuada haya sido mediante un consenso mayoritario entre los escolares


bull iquestLa cuchara nos facilita la realizacioacuten de alguna tareabull iquestEs la pelota una maacutequina iquestPor queacutebull iquestCon queacute cortas mejor los papeles con las manos o con las tijeras

iquestPor queacute bull iquestTienen algo en comuacuten las pinzas y la grapadora

2experiencia

- 96 -


iquestcuaacutendo hago Maacutes fuerza para sostener el libro

Materiales bull Raqueta de tenis bull Libro de texto diccionario etc que actuacutee de carga

desarrollo bull Una vez que cada grupo tiene una raqueta y un libro se les indica que situacuteen la raqueta horizontalmente y sobre el marco de la misma (encima de la rejilla de cuerdas) coloquen el objeto (la carga)

bull Se les pide que mantengan horizontalmente y en el aire la raqueta con la carga de tres modos distintos a) cogiendo la raqueta por el mango de la raqueta (parte de la cantildea maacutes alejada del marco) b) cogiendo la raqueta por la zona intermedia de la cantildea y c) cogiendo la raqueta por la parte de la cantildea maacutes proacutexima al marco de la raqueta

bull Tras levantar la raqueta con la carga de las tres maneras diferentes deben reflexionar y consensuar las conclusiones obtenidas

bull Despueacutes se hace una puesta en comuacuten entre todos los grupos y se debaten las posibles discrepancias y dudas surgidas

bull Los escolares anotan sus dudas particulares las cuales deben intentar aclarar buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor El profesor puede proponer si lo estima oportuno alguna cuestioacuten o tarea complementaria que sirva de refuerzo o apoyo

bull Al final de la experiencia es importante que las conclusiones se hayan consensuado en la liacutenea de valorar la importancia de la ubicacioacuten del punto de apoyo en una palanca (en este caso de tercer geacutenero) para levantar y sostener una carga


bull iquestPor doacutende debemos coger la raqueta para que sea maacutes faacutecil mantener horizontalmente la raqueta con el libro

bull iquestPor doacutende debemos coger la raqueta para que sea maacutes difiacutecil mantener horizontalmente la raqueta con el libro

bull iquestQueacute ocurririacutea si la raqueta tuviese la cantildea maacutes larga y quisieacuteramos mantener la raqueta con el libro horizontalmente agarraacutendola por el mango

bull iquestHay artefactos en nuestra vida cotidiana que funcionan como esta combinacioacuten raqueta ndash libro iquestFunciona asiacute una cuchara el brazo una mesa para comida de personas encamadas el toldo de un escaparate la cantildea de pescarhellip

bull iquestTiene alguna ventaja este tipo de palanca

3experiencia

- 97 -


iquestcoacuteMo puedo construir una caacuteMara oscura4

Materiales bull Caja de cartoacuten de un horno de cocina o con una longitud miacutenima de 60 cm y unos 50 cm de alto

bull Unos folios blancos que van a hacer de pantallabull Cinta adhesiva americana o de carrocero negra para sellar todas las

uniones y rendijasbull Tijeras o cuacuteter bull Bolsas de basura negras o tejido oscuro para tapar el paso de luz en

el agujero hecho para meter la cabezabull Alternativa construir una caacutemara oscura en una habitacioacuten

13

13 13

13 13

Ventana para Diafragma variable 13

Figura 61 Forma dimensiones y modificaciones de la caja para hacer la caacutemara oscuraA) versioacuten de diafragma fijo B) versioacuten con diafragma variable y pantalla con rectaacutengulos de referencia

4experiencia

4 Consultar Criado AM Del Cid R y Garciacutea-Carmona A (2007) La caacutemara oscura en la clase de cien-cias fundamento y utilidades didaacutecticas Revista Eureka sobre Ensentildeanza y Divulgacioacuten de la Ciencia 4(1) 123-140

13 13 13 13 13 13 13 f = 13 60 -13 13 13 13 13 813 13 13 0cm13 13 13 13 13 13

13 13 13 13 Diafragma 13 Oslash= 05cm13 13

13 13 13 13 13

13 13 13 13 13 13 13 13

Pantalla interior papel blanco13

13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

13 13

h13 ge13 50cm13

13 13

- 98 -


desarrollo bull Se muestra una caacutemara ya construida o se usa un viacutedeo didaacutectico de unos minutos mostrando su construccioacuten

bull Otra posibilidad es construirla en clase Para ello hay que tener en cuenta1 Pantalla tapizamos interiormente la cara indicada con folios

blancos hasta obtener una pantalla blanca opaca2 Diafragma (orificio de entrada de la luz) orificio de 05 cm de

diaacutemetro (la punta de un boliacutegrafo BIC) en la cara opuesta en la zona superior para no taparlo con la cabeza Debe ser un orificio limpio que no proyecte sombras extrantildeas en la pantalla como el recortado en una cartulina negra pegada sobre la ventana abierta en el cartoacuten

3 En la base de la caja cerca del lateral donde se encuentra el diafragma se practica el menor agujero posible para poder introducir la cabeza

4 Se sellan todas las esquinas y aberturas con la cinta americana negra hasta conseguir que la caja quede completamente tapada a la luz

bull Para la utilizacioacuten de la caacutemara oscura se ha de tener en cuenta que1 Los objetos que vayamos a observar con la caacutemara deben estar

iluminados por la luz directa del sol (no en un diacutea nublado) 2 Es fundamental que soacutelo entre luz por el diafragma de modo que

hay que tapar bien el hueco del cuello con tejido oscuro y sellar cualquier rendija detectada en la caja

3 No se apreciaraacuten imaacutegenes en la pantalla hasta que la vista se adapte a la oscuridad

4 Si se desea observar personas lo mejor es que eacutestas lleven ropa de colores vivos

bull Para convertir una habitacioacuten en una caacutemara oscura basta conseguir que permanezca completamente a oscuras salvo un orificio (en una persiana) que deacute al exterior La pared opuesta a este orificio puede servir de pantalla blanca Tambieacuten se puede emplear una pantalla de proyecciones o bien cartulinas

Figura 62 Coacutemo colocarse para observar con la caacutemara oscura objetos adecuadamente iluminados


bull iquestEn queacute condiciones conseguimos las mejores imaacutegenes bull iquestQueacute ocurre si entra luz por alguna rendija que no sea el diafragmabull iquestQueacute utilidad tiene esta maacutequina iquestSe usabull iquestCoacutemo podemos hacer una caacutemara en una habitacioacuten iquestCuaacutel es el

requisito imprescindible

- 99 -



iquestqueacute objetos son palancas

Materiales

bull Grapadorabull Pelotabull Pinzas de depilacioacutenbull Ruedabull Abridor de botellasbull Sacapuntasbull Cucharabull Boliacutegrafobull Tijerasbull Imperdiblebull Alicatesbull Cascanueces

desarrollo

bull Se reparten estos materiales a cada equipo y se les indica que los clasifiquen en palancas y no palancas

bull Mientras realizan la clasificacioacuten deben debatir entre ellos y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas


bull A continuacioacuten clasifican las palancas en primero segundo y tercer geacutenero




bull iquestEl boliacutegrafo es una palancabull iquestTienen algo en comuacuten las tijeras y los alicatesbull iquestTienen algo en comuacuten las pinzas de depilacioacuten y el imperdiblebull iquestDoacutende se situacutea el punto de apoyo en las pinzas de depilacioacuten y en el

cascanueces iquestTienen algo en comuacutenbull iquestEn queacute se parece el funcionamiento de los alicates y el abrelatasbull iquestSe parece en algo el funcionamiento de la grapadora y la cuchara bull Si en las palancas de tercer geacutenero (como la cuchara o la cantildea) la

fuerza que hay que aplicar es mayor que la carga iquestqueacute beneficios se obtienen

5experiencia

- 100 -


iquestpara queacute sirven y coacuteMo funcionan estas Maacutequinas y piezas de Maacutequinas

Materiales bull Gafasbull Prismaacuteticosbull Sacacorchosbull Bombillabull Interruptorbull Termoacutemetrobull Lupabull Sacapuntas

desarrollo bull Se reparten estos materiales a cada equipo y se les indica que los clasifiquen como mecaacutenicos oacutepticos eleacutectricos electroacutenicos y teacutermicos


bull Despueacutes se hace una puesta en comuacuten entre todos los grupos y se debaten los posibles desacuerdos

bull Los escolares hablan sobre su utilidad y funcionamiento y anotan sus dudas particulares las cuales deben intentar aclarar buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor Si se estima necesario se pueden proponer algunas cuestiones o actividades de refuerzo o apoyo al respecto

bull Al final de la experiencia es importante que las ideas establecidas como adecuadas procedan de un consenso mayoritario entre los escolares


bull iquestQueacute tienen en comuacuten el interruptor y la bombillabull iquestEn queacute se diferencian las gafas de la lupa iquestTienen algo en comuacutenbull iquestY el sacacorchos y el sacapuntas

6experiencia

- 101 -


iquestcoacuteMo es por dentrohellip

Materiales bull Se sugiere elegir alguacuten pequentildeo electrodomeacutestico alguna maacutequina de uso en la cocina alguacuten juguete muntildeeco hellip etc

desarrollo bull Se pediraacute que desmonten el artefacto y vayan colocando las piezas ordenadamente en un lugar previamente destinado para ello Ademaacutes de conocer el nombre de la pieza se fijaraacuten en su relacioacuten con otras piezas para resolver la pregunta de su funcioacuten especiacutefica y su papel en la coordinacioacuten con otras piezas Seguacuten el artefacto se espera que identifiquen operadores y que averiguumlen la funcioacuten que desempentildean

bull Asiacute en un calefactor secador batidora o en otro pequentildeo electrodomeacutestico eleacutectrico podraacuten identificar operadores como los siguientes interruptores regletas de empalme cables de diferentes colores (al menos algunos identificables como la conexioacuten a tierra el cable neutro y el cable activo) fusibles aspas resistencias eleacutectricas motores eleacutectricos bobinas poleas y correashellip

bull En un bate-huevos escurre-verduras o similar pueden identificar los ejes engranados que permiten cambiar el plano de la rotacioacuten de la mano y de las paletas

bull En muchos muntildeecos moacuteviles en los que mueven los ojos etc podraacuten identificar el tipo de operadores que tienen (ruedas bolas engranajes bielas contrapesos bandas elaacutesticas etc)


bull iquestQueacute funcioacuten desempentildea cada uno de los operadores que has extraiacutedo iquestPodriacutea sustituirse por otro

bull iquestConoces otros dispositivos con operadores similaresbull iquestCoacutemo seraacute la pieza que realiza esa funcioacuten en un artefacto que no

sea de juguete

7experiencia

- 102 -


iquestqueacute Maacutequinas hay en esta faacutebrica y para queacute sirven

Materiales bull Los existentes en una faacutebrica concretabull Cuadernos de anotacionesbull Caacutemara de fotos

desarrollo bull Se solicita la visita con los escolares a alguna faacutebrica cercana a la escuela

bull Una vez alliacute los escolares organizados en grupos siguen atentamente las explicaciones de la persona que guiacutea la visita

bull Al llegar a la faacutebrica los grupos ya disponen de las cuestiones de reflexioacuten que se indican maacutes abajo y deben observar escuchar preguntar y tomar notas

bull De vuelta a clase los grupos deben debatir entre ellos la informacioacuten con vistas a responder a las preguntas y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas

bull Despueacutes se haraacute una puesta en comuacuten entre todos los grupos y se debatiraacuten las posibles diferencias surgidas intentando aclararlas buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor

bull Si se estima necesario se pueden proponer algunas cuestionesactividades de refuerzo o apoyo al respecto

bull Al final de la experiencia es importante que las conclusiones sean fruto de un consenso mayoritario entre los escolares


bull iquestCuaacutentas maacutequinas distintas hay en la faacutebricabull iquestPara queacute sirven las diferentes maacutequinasbull iquestCoacutemo agrupar las diferentes maacutequinas seguacuten la funcioacuten que

desempentildean su funcionamiento tamantildeohellip bull iquestCoacutemo se relacionan las diferentes maacutequinas entre siacute

8experiencia

- 103 -


iquestcoacuteMo funciona una Maacutequina y queacute necesita para hacerlo5

construyo Mi Moacutevil autopropulsado

Materiales bull Todo tipo de material casero como gomas elaacutesticas muelles globos cajas tubos secador de pelo estufa que proporcione una corriente ascendente de aire calientehellip

desarrollo bull Se propone a los escolares que disentildeen un moacutevil autopropulsado cuyo movimiento dure al menos un tiempo definido (como 5- 10 segundos por ejemplo)

bull Si no proponen muchas ideas se les puede ensentildear un ejemplo o repartir fotos o dibujos de diferentes prototipos que se pueden encontrar en Internet o en libros de experiencias (con gomilla enroscada con un globo adosado que se repelan por la repulsioacuten electrostaacutetica de un plaacutesticohellip)

bull Una vez que cada equipo ha propuesto uno o varios prototipos se les insta a que concreten los materiales que necesitan conseguir para construirlo y queacute fases seguiraacuten

bull Cada equipo realiza el moacutevil planificadobull Se prueban los diferentes moacuteviles en un lugar adecuado para ello

(aula gimnasio patio etc) y se comprueba si logran mantener el movimiento durante el periacuteodo de tiempo acordado

bull Se reflexiona y debate en comuacuten sobre los disentildeos los resultados obtenidos y posibilidades de mejora


bull iquestCuaacutel es la fuente de la energiacutea del moacutevil iquestQueacute tipo de energiacutea es la que alimenta el moacutevil

bull iquestQueacute tipo de movimiento (lineal giratorio oscilatorio combinadohellip realiza el moacutevil

bull iquestQue mecanismo proporciona el movimientobull iquestQueacute elementos de transmisioacuten se han utilizadobull iquestQueacute problemas se han planteado y por queacute

9experiencia

5 En relacioacuten con este problema general del aacutembito se puede ampliar informacioacuten sobre experiencias sen-cillas relativas a la construccioacuten y funcionamiento de maacutequinas para uacuteltimo ciclo de la etapa Educacioacuten Primaria en el libro de Aitken J y Mills G (1997) Tecnologiacutea creativa Madrid MEC Morata

- 104 -


iquestpuedo construir una balanza Magneacutetica

Materiales bull 2 imanes ciliacutendricos uno de ferrita y otro de Neodimio o bien tres de ferrita para pegar dos de ellos por sus polos opuestos y formar un solo imaacuten

bull 1 tubo de diaacutemetro algo superior al de los imanes de unos 10 cm de largo (mejor si es de plaacutestico transparente pues permitiraacute que se vea la distancia a la que levita un imaacuten respecto al otro)

bull 1 tubo de igual longitud que el anterior pero maacutes fino para que pueda encajar conceacutentricamente con el mismo

bull Cartulina y pegamentobull Regla convencional o construida ldquoad hocrdquo bull Laacutemina riacutegida que hariacutea las veces de platillo de la balanzabull Una tablita de tamantildeo cuartilla como soporte

desarrollo bull Se pediraacute a los chicos que construyan la balanza con los elementos disponibles y que piensen coacutemo hacerlo

bull Se espera que se den cuenta de que la repulsioacuten entre los imanes se puede utilizar a modo de sistema con una fuerza recuperadora donde los imanes en repulsioacuten se acercaraacuten cuando el peso de un cuerpo los obligue a ello y alejaacutendose de nuevo cuando el peso se retire

bull Ellos pueden averiguar que si se introducen en el tubo los dos imanes con polos iguales enfrentados y sobre el superior se apoya un tubo vertical unido a una laacutemina como soporte horizontal (el platillo) tienen ya el apoyo donde colocar pequentildeos objetos y observar coacutemo se hunde el imaacuten superior unido

bull Una vez conseguido el montaje de la balanza se plantea el problema de queacute tipo de objetos se pueden ldquopesarrdquo con ella Se espera que comprueben que no es una balanza con la suficiente ldquosensibilidadrdquo como para pesar comprimidos medicinales por ejemplo y que si se prueban objetos demasiado pesados tampoco se podriacutea discernir entre sus pesos diferentes

bull Decidido el rango de ldquopesosrdquo para los que la balanza se puede utilizar queda el problema de su calibracioacuten Si los escolares no ven la forma de hacerlo se les sugiere que coloquen o construyan una regla vertical que les serviraacute para comparar la distancia que se hunde el platillo empleando pesas de masa conocida


bull iquestConoces otros dispositivos para ldquopesarrdquo que funcionen de manera similar a eacuteste pero con un operador mecaacutenico

bull iquestCoacutemo son las balanzas para pesar personas bull iquestCoacutemo son las balanzas para pesar coches

10experiencia

- 105 -


iexclMonta eleMentos de transMisioacuten

Materiales bull Cajas de juegos de Lego o de Imaginarium sobre mecanismos simples o bien piezas sueltas que se pueden comprar en algunas jugueteriacuteas

desarrollo bull Se propone a los escolares que monten por equipos diferentes mecanismos de transmisioacuten como los de las figuras tomadas de la web6

Figura 63 Engranajes y poleas

bull Una vez montados estos mecanismos los escolares deben describir la transmisioacuten en funcioacuten del nuacutemero de vueltas que describe cada uno de los elementos de un conjunto en un minuto (velocidad de giro) del sentido de giro y de doacutende es necesario realizar mayor cantidad de fuerza para que gire el conjunto


bull iquestQueacute montaje hariacuteas para que la velocidad de giro de salida sea menor que la de entrada

bull iquestCoacutemo estaacuten montados los motores de los cochecitos de juguete iquestA cual de los montajes realizados se parece

bull iquestCoacutemo estaacuten montadas las ruedas dentadas en una bicicleta iquestA cuaacutel de los montajes se parece

11experiencia

6 httpwwwrecricmuedueducationwebpagegearshtm

- 106 -


iquestconoces tu bicicleta

Materiales bull Bicicleta infantil sin pedales (ldquoLikeabikerdquo)bull Bicicleta con pedalesbull Bicicleta infantil de bateriacutea

desarrollo bull Organizados los escolares en grupos observan las tres bicicletas con objeto de dar respuestas a los interrogantes de maacutes abajo

bull Deben debatir entre ellos y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas para cada respuesta


bull Los escolares anotan sus dudas particulares que deben intentar aclarar buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor Si se estima necesario se pueden proponer algunas cuestionesactividades de refuerzo o apoyo al respecto

bull Al final de la experiencia es importante que las conclusiones se logren con un consenso mayoritario entre los escolares


bull iquestQueacute tienen en comuacuten los tres tipos de bicicleta Y iquesten queacute se diferencian

bull iquestQueacute necesita cada una de las bicicletas para funcionarbull iquestCoacutemo funciona la bicicleta a pedalesbull iquestQueacute secuencia de fenoacutemenos ocurre en la bicicleta a pedales cuando

estaacute en movimientobull iquestCuaacuteles son los elementos de transmisioacuten de fuerza y movimiento en

la bicicletabull iquestQueacute otros operadores encuentras en la bicicleta iquestHay palancasbull iquestCuaacutentas vueltas da la rueda de atraacutes por cada vuelta de pedal en cada

casobull iquestCuaacutentos metros de distancia avanza la bicicleta por cada vuelta de la

rueda iquestY por cada vuelta de pedal

12experiencia

- 107 -


iquestcoacuteMo elevar un peso con Menor esfuerzo

Materiales bull Se necesitariacutea tener montado un tren de dos engranajes de diferente tipo con un objeto que haga las veces de peso suspendido del eje de uno de los engranajes como se indica en la figura7

Figura 64 Sistemas de engranjes

desarrollo bull Se pregunta a los alumnos que indiquen en cada caso cuaacutel es el engranaje motor y cuaacutel es el engranaje conducido

bull Antes de probar los escolares realizaraacuten sus predicciones en torno a cuaacutel de los dos montajes permite elevar el peso a) a mayor velocidad y b) con un menor esfuerzo razonando sus predicciones

bull Una vez anotadas las predicciones fundamentadas procederaacuten a probar si se cumplen y a explicar los resultados

bull El docente puede ayudar a reflexionar llamando la atencioacuten sobre el nuacutemero de vueltas que da un engranaje pequentildeo por cada vuelta del engranaje grande


bull Compara estos engranajes con los de una bicicleta iquestQueacute diferencia se nota al usar un plato grande o un plato pequentildeo en la velocidad de la bici y en el esfuerzo que es necesario hacer para girar una vuelta los pedales

bull iquestQueacute combinacioacuten se usa para poder vencer una gran fuerza al subir una cuesta

bull iquestQueacute combinacioacuten se usa para conseguir una gran velocidad

13experiencia

7 Web wwwaraucaria2000cl (julio de 2005)

- 108 -



iquestcoacuteMo ha evolucionado el teleacutefono Moacutevil en las dos uacuteltiMas deacutecadas

Materiales bull Diversos modelos de teleacutefonos moacuteviles desarrollados y comercializados durante las dos uacuteltimas deacutecadas

bull Acceso a Internetbull Cartulinabull Tijerasbull Rotuladores y pegamento escolar

desarrollo bull Los escolares se organizan en equiposbull A cada equipo se les proporciona los diferentes modelos de teleacutefonos

moacuteviles y mediante su comparacioacuten responderaacuten a los interrogantes indicados maacutes abajo

bull Con la informacioacuten obtenida los equipos deben debatir entre ellos y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas para cada respuesta Si alguna caracteriacutestica de los modelos de teleacutefono moacutevil no son capaces de (o no es posible) obtenerla por observacioacuten yo manipulacioacuten directa de estos pueden consultar para ello Internet

bull A continuacioacuten deben elaborar un mural cronoloacutegico sobre la evolucioacuten de los teleacutefonos moacuteviles indicando en queacute han consistido esos principales pasos evolutivos junto con fotos o dibujos de los maacutes representativos de cada momento yo aspecto de esa evolucioacuten

bull Despueacutes cada equipo presenta su mural a los demaacutes equipos y se hace asiacute una puesta en comuacuten debatiendo las posibles diferencias surgidas

bull Por consenso y con ayuda del profesor se elige el mural maacutes completo yo mejor presentado con los argumentos correspondientes Ello con idea de que los demaacutes equipos puedan completar yo modificar aquellos aspectos que permitan mejorar el suyo propio

bull Finalmente se cuelgan todos los murales en los paneles de clase y se dejan durante un tiempo para que los escolares de la clase e incluso compantildeeros de otros cursos puedan consultarlos


bull iquestQueacute relacioacuten existe entre la antiguumledad de los teleacutefonos moacuteviles y su peso iquestY entre su antiguumledad y tamantildeo

bull iquestEn queacute han cambiado las bateriacuteas de los moacuteviles a lo largo de los uacuteltimos antildeos iquestPor queacute

bull iquestCoacutemo ha ido variando el tamantildeo de la pantalla de los teleacutefonos moacuteviles con los antildeos iquestPor queacute

bull iquestCoacutemo han cambiado las prestaciones de los teleacutefonos moacuteviles (ldquoiquestQueacute hacen los moacuteviles de ahora que no haciacutean los de hace unos cuantos antildeosrdquo)

bull iquestSon mejores los teleacutefonos moacuteviles actuales que los de antes iquestPor queacute

14experiencia

- 109 -



iquestcoacuteMo se haciacutean algunas tareas agrarias antes de que existieran las Maacutequinas actuales

Materiales bull Cuaderno de anotacionesbull Caacutemara de fotos o de viacutedeo

desarrollo bull Se organiza la visita a una localidad predominantemente agriacutecola a fin de que los escolares puedan

bull Visitar alguacuten cortijo donde se conserven aperos y maacutequinas agriacutecolas antiguas junto con las maacutequinas agriacutecolas maacutes modernas

bull Visitar alguna faacutebrica o cooperativa dedicada al tratamiento envasado etc de los frutos del campo

bull Una vez alliacute los escolares organizados en equipos siguen atentamente las explicaciones de las personas que guiacutean las respectivas visitas

bull Al llegar al lugar de la visita los equipos ya disponen de las cuestiones de reflexioacuten que se indican maacutes abajo y que para su resolucioacuten deben observar escuchar preguntar asiacute como tomar notas y fotografiacuteas

bull De vuelta a clase los equipos deben debatir entre ellos la informacioacuten con vistas a responder a las preguntas y hacer expliacutecitas las decisiones tomadas

bull Despueacutes se haraacute una puesta en comuacuten entre todos los equipos para aclarar las posibles diferencias surgidas buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor


bull Al final de la experiencia es importante llegar a conclusiones fruto de un consenso entre los escolares


bull iquestCoacutemo se araba antiguamente la tierra iquestCoacutemo se hace actualmente Y iquestcuaacuteles son las ventajas e inconvenientes (si los hay) del uso de las nuevas maacutequinas de arado

bull iquestCoacutemo y con queacute herramientasaperos se recolectaban antiguamente el trigo el maiacutez las aceitunas etc iquestCon queacute maacutequinas y aperos se recolectan ahora estos productos

bull En general iquestqueacute ventajas tienen las maacutequinas de labrar actuales frente a las antiguas

bull iquestCoacutemo se transportaban seleccionaban y trataban antiguamente los frutos en la faacutebrica iquestQueacute maacutequinas se usan para ello ahora iquestCuaacuteles son sus ventajas

bull iquestQueacute ha supuesto para el pueblo el empleo de la nueva maquinaria agriacutecola y el desarrollo de la faacutebrica con la maquinaria moderna

bull iquestQueacute impacto medioambiental tienen las maacutequinas agriacutecolas actuales asiacute como los procesos de tratamiento de los productos utilizados en las faacutebricas

15experiencia

- 110 -



iquestes seguro exponerse a las ondas de Moacuteviles y Microondas iquestpodeMos construir un ldquoescudordquo contra las ondas de los Moacuteviles

Materiales bull Papel de aluminiobull Cacerola de acero inoxidable con tapaderabull Otros materiales que se propongan para apantallar las ondasbull 2 teleacutefonos moacuteviles (de distinta generacioacuten)bull Un horno microondas (opcional)

desarrollo bull La experiencia debe contextualizarse dentro de un debate y buacutesqueda de informacioacuten en torno a inocuidad o no de las ondas emitidas por los moacuteviles y los hornos microondas

bull Conocidas estas dudas se plantearaacute el problema de si podemos conseguir apantallar estas ondas

bull La actividad se puede continuar seguacuten lo que averiguumlen los escolares o se sugiere que se realice lo siguiente1 Se toman dos teleacutefonos moacuteviles y se comprueba que funcionan

(con uno llamaremos al otro y eacuteste suena)2 Despueacutes se repite la operacioacuten pero se intenta poner fuera

de cobertura al segundo Los escolares probaraacuten a envolverlo o esconderlo en todos aquellos materiales y dispositivos que crean que pueden apantallar las ondas (Entre ellos un horno microondas desenchufado cuya carcasa deberiacutea de apantallar bien las microondas)

3 Para lograr el efecto deseado en al menos una ocasioacuten se sugiere envolver el moacutevil con una o varias capas de papel de aluminio

4 Se solicitaraacute a los escolares que presten atencioacuten al intervalo de tiempo que tarda en sonar el teleacutefono del segundo moacutevil como indicador de que en caso de haber baja cobertura el moacutevil aumenta la intensidad de emisioacuten de ondas


bull Actualmente iquestse sabe con seguridad si es inocua o no la exposicioacuten a las microondas y a las ondas de los teleacutefonos moacuteviles

bull iquestEn queacute consistiriacutea un uso seguro de los dispositivos que emiten dichas radiaciones

bull iquestEmiten ondas con la misma intensidad todos los moacutevilesbull Dado un moacutevil concreto iquestemite ondas de la misma intensidad en

todo momentobull Para que un moacutevil detecte una llamada iquestsoacutelo recibe ondas o tambieacuten

las emite bull iquestQueacute debemos hacer cuando llamamos con el moacutevil o cuando los

descolgamos para recibir menos radiacioacutenbull iquestQueacute consejos da la OMS al respecto

16experiencia

- 111 -



iquestqueacute ventajas tienen los autobuses eleacutectricos urbanos frente a los de gasoil

Materiales bull Cuaderno de anotacionesbull Caacutemara de fotos

desarrollo bull Se solicita la visita con los escolares a alguna cochera de autobuses urbanos donde existan modelos con motores de combustioacuten y con motores eleacutectricos8

bull Una vez alliacute los escolares organizados en equipos siguen atentamente las explicaciones de la persona que guiacutea la visita y explica las principales caracteriacutesticas de cada modelo de autobuacutes (eleacutectrico y de combustioacuten)

bull Al llegar al lugar de la visita los equipos ya disponen de las cuestiones de reflexioacuten que se indican maacutes abajo y deben observar escuchar preguntar asiacute como tomar nota y fotografiacuteas


bull Despueacutes se haraacute una puesta en comuacuten entre todos los equipos y se debatiraacuten las posibles diferencias surgidas intentando aclararlas buscando la informacioacuten necesaria con la ayuda orientadora del profesor




bull iquestQueacute fuente de energiacutea necesita cada tipo de autobuacutes (el eleacutectrico y el de combustioacuten)

bull iquestDe doacutende proviene esa energiacutea de funcionamiento para cada tipo de autobuacutes

bull iquestCuaacutel de los dos tipos emite maacutes ruido mientras estaacute funcionandobull iquestCuaacutel de los dos tipos de autobuses perjudica maacutes al medio

ambiente iquestPor queacutebull iquestCuaacutel de los dos tipos es maacutes abundante en tu ciudad iquestA queacute crees

que es debidobull iquestCuaacutel de los dos modelos deberiacutea prevalecer frente al otro para

favorecer un ambiente urbano saludable y sostenible

17experiencia

4 Actualmente ciudades como Sevilla Madrid Valencia Leoacuten Burgos Segovia y Soria cuentan entre sus flotas de autobuses urbanos modelos que son propulsados por motores eleacutectricos Si la visita a una de eacutestas no fuese posible se puede plantear la misma experiencia visitando alguacuten concesionario centro de investigacioacuten etc donde existan prototipos de coches eleacutectricos

- 112 -


iquestqueacute puedo hacer funcionar con la energiacutea proporcionada por una ceacutelula solar

Materiales bull Dos o maacutes ceacutelulas solares fotovoltaicasbull Motorcito o cualquier otro dispositivo que funcione con 05V bull Luz solar o de flexos que proporcionen unos 100w de energiacutea

luminosa (11W en bombillas de bajo consumo)bull Otros dispositivos que necesiten poco voltaje para funcionar

(luminosos como diodos LED acuacutesticos)bull (La ceacutelula el motorcito etc se pueden comprar a muy bajo precio en

tiendas de electroacutenica)

desarrollo bull Se monta el circuito constituido por un generador de energiacutea consistente en una ceacutelula solar fotovoltaica (o dos conectadas en serie) y un dispositivo como un motorcito de 05V o cualquiera de los mencionados arriba

bull Para aportar energiacutea a la ceacutelula se utilizaraacute la luz solar directa o la procedente de flexos (de 100W de energiacutea luminosa)

bull Se orientan la(s) ceacutelula(s) fotovoltaica(s) de forma perpendicular a los rayos luminosos y se va cambiando la orientacioacuten a la vez que se observa su repercusioacuten en el dispositivo (motorcito etc)


bull iquestQueacute ventajas tiene una ceacutelula solar frente a otras fuentes eleacutectricasbull iquestQueacute voltaje poseen las pilas y bateriacuteas cotidianas iquestCuaacutentas ceacutelulas

solares necesitamos para obtener el mismo voltaje que con una pila convencional

bull iquestQueacute factores influyen en el voltaje eleacutectrico que aporta la ceacutelula solar

bull iquestQueacute relacioacuten tiene con la forma de orientar las farolas solares en las autoviacuteas

bull iquestQueacute otros dispositivos cotidianos funcionan alimentados con ceacutelulas fotovoltaicas

bull iquestExiste ya un automoacutevil que pueda funcionar con un conjunto de este tipo de ceacutelulas iquestCuaacutentos kiloacutemetros puede recorrer

bull iquestQueacute electrodomeacutesticos se pueden alimentar actualmente con un conjunto de este tipo de ceacutelulas

bull iquestConoces alguacuten ldquohuerto solar fotovoltaicordquo en tu regioacuten

Algunas de las experiencias anteriores pueden desarrollarse a lo largo de va-rias sesiones de clase dependiendo del planteamiento necesidades yo prove-cho didaacutectico que se desee obtener con ellas Asimismo pueden desarrollarse como unidades didaacutecticas investigadoras en este caso loacutegicamente organizando su implementacioacuten de un modo maacutes estructurado y completaacutendola con otras actividades que contribuyan a la construccioacuten de conocimientos maacutes generales

18experiencia

- 113 -


sobre el aacutembito Si bien ello no es lo maacutes frecuente ya que las experiencias se disentildean fundamentalmente para incidir en la adquisicioacuten o reforzamiento de un determinado conocimiento mediante la exploracioacuten directa y palpable de un problema concreto Las experiencias proporcionan datos empiacutericos que pueden servir de apoyo a los escolares a la hora de argumentar sus ideas y opiniones en relacioacuten con un problema de investigacioacuten planteado como viacutea para la consecu-cioacuten de cierto aprendizaje

- 115 -

7 PROPUeSTA de UnidAdeS didAacuteCTiCAS inVeSTiGAdORAS SOBRe MAacuteQUinAS Y ARTeFACTOS

propuesta de unidad didaacutectica investigadora para priMer ciclo de priMaria laquoiquestqueacute Maacutequinas hay y para queacute sirvenraquo

Desde muy temprana edad los escolares comienzan a observar manipular y

en definitiva a relacionarse con diferentes tipos de maacutequinas algunas de ellas simples y otras complejas En la etapa Infantil por ejemplo los nintildeos conocen muacuteltiples maacutequinas complejas como los electrodomeacutesticos los automoacuteviles tre-nes aviones etc Sin embargo no suelen reconocer como tales a las maacutequinas simples pese a que suelen manipular con frecuencia multitud de ellas utilizan tijeras escolares (una maquina simple compuesta por dos palancas de primer geacute-nero) juegan con juguetes que tienen manivelas palancas engranajeshellip juegan en parques infantiles donde existen balancines la mayoriacutea de ellos palancas de primer geacutenero etc

Consecuentemente el primer ciclo de Primaria es un buen momento para empezar a (re)conocer como maacutequinas a las maacutequinas maacutes sencillas (simples) de su entorno cotidiano identificar algunas de sus caracteriacutesticas baacutesicas y en la medida de lo posible construir alguna

La unidad didaacutectica que proponemos en tal sentido se vertebra en torno al problema de investigacioacuten siguiente iquestQueacute maacutequinas hay y para queacute sirven La relacioacuten de este problema especiacutefico con los generales establecidos en el proyecto INM (6-12) para el aacutembito se detallan en la tabla 71

- 116 -


ciclo

probleMa especiacutefico a investigar

probleMas generales del aacuteMbito

(se resaltan en negrita los que estaacuten Maacutes relacionados con el probleMa especiacutefico)

Primer ciclo iquestQueacute maacutequinas hay y para queacute sirven

bull iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve bull iquestQueacute tipos de maacutequinas existen bull iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita

para hacerlo bull iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute

cambian a lo largo de la historia bull iquestQueacute importancia tienen las maacutequinas en la

actualidad bull iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales

generan las maacutequinas bull iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una

interaccioacuten saludable y sostenible con el entorno

Tabla 71 Relacioacuten del problema de investigacioacuten de la unidad didaacutectica para primer ciclo de Primaria con los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos en el proyecto INM (6-12)

Para que esta unidad didaacutectica llegue a ser efectiva seraacute necesario fundamen-tar y planificar convenientemente su disentildeo estructura e implementacioacuten Esto es lo que se aborda a continuacioacuten

iquestQueacute deben saber los escolares de primer ciclo sobre las maacutequinas y las maacutequinas simples

En este primer nivel de aproximacioacuten a las maacutequinas lo principal es apren-der a identificar queacute es y queacute no es una maacutequina Partiendo de sus experiencias anteriores con muchas maacutequinas se pueden enumerar y clasificar las que co-nocen y tratar de llegar a una primera definicioacuten de queacute tienen en comuacuten todas las maacutequinas En esta definicioacuten ocuparaacuten un lugar relevante dos caracteriacutesticas todas ellas han sido construidas por las personas y en segundo lugar todas ellas permiten realizar algo con mayor facilidad y eficacia Esta caracterizacioacuten que es faacutecilmente aplicable a maacutequinas complejas que les son muy familiares como el automoacutevil la lavadora o el televisor es la que puede conducir a extender el con-cepto a algunas de las maacutequinas simples maacutes comunes

Tras el proceso anterior es posible que los escolares sean capaces de identi-ficar por ejemplo algunos tipos de palancas entre los artilugios que a diario observan yo manipulan en su medio maacutes inmediato No se trata tanto de que sean capaces de distinguir tipos de palancas como de que entiendan que son

- 117 -

mecanismos simples que usamos para mover cosas hacer maacutes faacuteciles determi-nadas tareas jugar etc Tambieacuten que todas las palancas tienen en comuacuten que estaacuten generalmente compuestas por una barra1 que utiliza un punto de apoyo para poder levantar o mover cargas apretar cosas etc y que para ello es pre-ciso hacer un esfuerzo sobre la barra En este caso intentaremos entonces que los escolares comiencen identificando en su entorno algunas de las palancas al aplicar la definicioacuten geneacuterica anterior Y luego si es posible y se estima oportuno se podriacutean abordar otras que quizaacutes no se reconocen tan directamente por los escolares como por ejemplo el martillo el destornillador o las tijeras

Para identificar los objetos antes mencionados como palancas se trataraacute de que los exploren y utilicen detectando sus partes o componentes y observando cuaacutel es la funcioacuten que cada parte tiene en la palanca que forman Igualmente seraacute intere-sante que puedan verificar las ventajas que tiene su uso (por ejemplo experimen-tando la ventaja que tiene una palanca de primer geacutenero para levantar un objeto comprobando que si se intenta levantar directamente se requiere un mayor esfuer-zo) Asimismo se puede plantear que experimenten ciertas manipulaciones en las palancas para modificar su eficacia (por ejemplo modificando el punto de apoyo)

Por uacuteltimo seraacute tambieacuten interesante que puedan construir su propia palanca2 (por ejemplo el ldquosube y bajardquo de los parques infantiles una catapulta etc) utili-zando materiales baratos y de faacutecil acceso para ellos De alguna manera esta ac-tividad manipulativa permitiraacute estimular en ellos una capacidad para el disentildeo la creatividad las habilidades manuales y teacutecnicas para fomentar un intereacutes por el sentido esteacutetico de lo que se construye etc Son todos estos aspectos esencia-les para iniciar un adecuado desarrollo de la alfabetizacioacuten tecnoloacutegica entre los escolares de temprana edad

iquestCoacutemo planificar una secuencia de ensentildeanza sobre maacutequinas simples en primer ciclo

Como venimos diciendo a lo largo del libro la puesta en marcha de propues-tas didaacutecticas de corte investigador debe sintonizar con la visioacuten socio-construc-tivista del aprendizaje Esto es se debe promover la organizacioacuten de los escolares en equipos de trabajo que aborden el estudio de problemas de intereacutes (proacutexi-

1 Cuando decimos barra estamos simplificando lo que puede ser este componente en una palanca ya que tambieacuten puede ser una tabla plana O por ejemplo una carretilla usada en la construccioacuten no tiene una barra sino una doble barra donde se apoya dentro de un habitaacuteculo la carga que se transporta

2 Si se dispone de un equipo escolar sobre mecanismos simples (por ejemplo los de LEGO) tambieacuten puede ser interesante para que los nintildeos disentildeen manipulen y por tanto experimenten con palancas

- 118 -


mos a su contexto natural y sociocultural) partiendo de sus propias ideas en interaccioacuten permanente con los demaacutes y con diferentes fuentes de informacioacuten durante los procesos de construccioacuten de sus nuevos conocimientos Todo ello naturalmente con la ayuda y supervisioacuten del profesor

De acuerdo con las ideas anteriores abordaremos a continuacioacuten la planifica-cioacuten de una posible secuencia de ensentildeanza en torno al problema iquestQueacute maacutequi-nas hay y para queacute sirven Para ello habraacute que delimitar y esclarecer el problema mediante la formulacioacuten de interrogantes maacutes concretos (o subproblemas) a fin de organizar la exploracioacuten de forma comprensible y paulatina Tambieacuten para facilitar a los escolares el avance hacia las metas de aprendizaje previstas y en de-finitiva el desarrollo elemental de su competencia cientiacutefico-tecnoloacutegica como consecuencia de sus interacciones con maacutequinas comunes en su medio habitual

iquestQueacute investigar sobre las maacutequinas en primer ciclo

Teniendo en cuenta lo que acabamos de decir el desglose del problema en otros maacutes especiacuteficos constituye uno de los asuntos maacutes trascendentales en la planificacioacuten de la unidad didaacutectica investigadora La pregunta de la unidad pue-de ser abordada con mayor o menor profundidad y prestando maacutes atencioacuten a unos aspectos que a otros dependiendo no soacutelo del ciclo de Primaria a la que se dirige sino tambieacuten de las caracteriacutesticas (capacidades conocimientos previos etc) e intereses particulares de los escolares Por ello es fundamental que los es-colares participen en la medida de lo posible en la decisioacuten sobre queacute aspectos de las maacutequinas impliacutecitos en la pregunta de la unidad se desean investigar Ello favoreceraacute que se impliquen de manera maacutes activa e interesada algo que debe realizarse en la primera fase de la investigacioacuten

En la tabla 72 se ofrece una relacioacuten de posibles cuestiones concretas sobre las maacutequinas y las maacutequinas simples que pueden ser abordadas en primer ciclo Se ha tratado de ordenar los interrogantes3seguacuten su grado creciente de dificultad

bull iquestQueacute es una maacutequina

bull iquestCuaacutentas maacutequinas diferentes hay en casa iquestPara queacute sirve cada una de ellas

bull iquestEn queacute se parecen y en queacute se diferencian unas maacutequinas de otras

bull iquestCoacutemo es el ldquoSube y Bajardquo del parque donde sueles ir a jugar iquestCoacutemo funciona3

3 En eacuteste y en otros interrogantes el profesor deberaacute hacer tantas aclaraciones como sean necesarias para que los escolares sepan a queacute situaciones u objetos se refieren concretamente Se pueden hacer dibujos en la pizarra en-sentildear alguna foto o se pueden buscar imaacutegenes en Internet Incluso analizarlos in situ organizando una visita

- 119 -


bull iquestPuede jugar una nintildea sola en el ldquoSube y Bajardquo iquestPor queacute

bull iquestSe parecen en algo el ldquoSube y Bajardquo y una balanza

bull iquestSi usamos una tabla larga de madera como palanca iquestpodriacuteamos levantar del suelo a un compantildeero de la clase

bull iquestPor queacute parte del mango debemos coger una gran sarteacuten para levantarla de la mesa con mayor facilidad

bull iquestHay muchas herramientas que son palancas en un taller

bull iquestPor queacute es maacutes faacutecil cortar un alambre con unos alicates que con las manos

bull iquestCoacutemo construir una maacutequina simple que sirva para lanzar bolitas de papel

Tabla 72 Posibles interrogantes de investigacioacuten sobre maacutequinas simples en primer ciclo de Primaria

iquestCoacutemo utilizar las ideas y experiencias previas de los escolares sobre maacutequinas simples

Al comienzo de la unidad seraacute importante conocer queacute ideas y experiencias tienen los escolares sobre las maacutequinas simples Por un lado se trataraacute de recabar la informacioacuten que nos proporcionen los escolares Se les puede pedir por ejem-plo que dibujen una maacutequina ensentildearles algunas fotos de objetos cotidianos para que identifiquen cuaacuteles son maacutequinas y cuaacuteles no (con inclusioacuten de algu-nos que sean maacutequinas simples) etc Por otro lado seraacute de utilidad consultar la literatura educativa en relacioacuten con las ideas y dificultades de aprendizaje de los escolares de edades tempranas sobre las maacutequinas y en particular respecto a las maacutequinas simples

Ya comentamos en el capiacutetulo cuarto que los nintildeos de primer ciclo de Prima-ria no suelen tener auacuten una primera idea general de maacutequina Y menos auacuten cri-terios para clasificar tipos de maacutequinas Pero siacute son capaces de distinguir algunas maacutequinas concretas por la funcioacuten especiacutefica que desempentildean (por ejemplo la maacutequina de coser la lavadora etc) Asimismo cuando entienden para queacute sirve una maacutequina ya no les suele interesar el hecho de conocer coacutemo funcionan

Como decimos siacute son capaces de identificar algunas maacutequinas de su entorno cotidiano aunque son proclives a interesarse por las que poseen mecanismos maacutes complejos4 con botones de encendido-apagado y que funcionan con un motor Desde muy pequentildeos los escolares aprenden que un aparato (maacutequina)

4 Si bien a edades tempranas el interior de esos aparatos no atrae mucho a los escolares que de alguacuten modo son para ellos como cajas negras

- 120 -


necesita de alguacuten mecanismo o proceso que active su funcionamiento y saben poner en marcha el televisor o algunos de sus juguetes eleacutectricos Tambieacuten saben que necesitan pilas o que hay que enchufarlos a la red eleacutectrica para que funcio-nen etc Como las maacutequinas simples no tienen motor ni la mayoriacutea de ellas un botoacuten para su puesta en marcha tal vez ello haga que eacutestas pasen desapercibidas como maacutequinas para los escolares de estas edades De ahiacute que se haga necesario buscar estrategias didaacutecticas que permitan a los escolares reconocer como maacute-quinas (simples) a objetos tales como una cuchara unas pinzas unas tijeras o algunos aparatos del parque donde juegan

iquestQueacute fases y tareas implementar en el desarrollo de esta investigacioacuten escolar sobre las maacutequinas

Fase inicial planificacioacuten de la investigacioacuten

La investigacioacuten escolar es tiacutepicamente una estrategia de ensentildeanza en la que los escolares se agrupan en equipos de trabajo para realizar las tareas orienta-das a responder preguntas intrigantes y como consecuencia de ello adquirir un aprendizaje Una vez aceptada como propia la propuesta de investigar sobre el problema iquestQueacute maacutequinas hay y para queacute sirven se promueve una reflexioacuten con-junta del grupo-clase Eacutesta permitiraacute comunicar e intercambiar la informacioacuten sobre las ideas y experiencias previas al respecto de los escolares Una primera tarea indispensable es la de hacer entre todos un listado de las maacutequinas que conocen y para queacute sirven Es posible que aquiacute ya surjan disputas y desacuerdos sobre maacutequinas concretas que se propongan en cuanto a si lo son o no y por queacute Pero para abordar maacutes directamente esa cuestioacuten podemos proponer que cada equipo explore una coleccioacuten de objetos (reales o fotografiados) que inclu-ya maacutequinas simples maacutequinas complejas y otros objetos que no sean maacutequinas Ello invitaraacute al debate para decidir sobre cuaacuteles de ellos son maacutequinas y cuaacuteles no y por queacute Asimismo permitiraacute hacer un primer sondeo sobre los criterios que emplean y hasta queacute punto son capaces o no de reconocer las maacutequinas simples De la discusioacuten el intercambio de ideas y opiniones sobre ello se elaboraraacute por consenso unas conclusiones que se pueden expresar en un cartel bajo el tiacutetulo ldquoiquestQueacute sabemos al empezar sobre las maacutequinasrdquo

Tras estas primeras conclusiones se puede hacer una puesta en comuacuten para expresar las principales dudas dificultades discusiones e inquietudes generadas por el problema inicial planteado (iquestQueacute maacutequinas hay y para queacute sirven) Ello proporcionaraacute una rica y valiosa informacioacuten sobre la demanda de aprendiza-je de los escolares respecto a la cuestioacuten investigada La intervencioacuten del profe-

- 121 -


sor complementando las propuestas de los escolares permitiraacute que se planteen tambieacuten algunas de las cuestiones incluidas en la tabla 72 que los escolares no hubieran formulado y que se consideren importantes considerar tambieacuten Con todo ello se podraacute elaborar conjuntamente un segundo cartel titulado ldquoiquestQueacute es lo que queremos saber sobre las maacutequinasrdquo Tanto en eacutesta como en todas las demaacutes actividades la intervencioacuten y orientacioacuten del profesor seraacute esencial para el buen desarrollo y eficacia de las mismas pero siempre sin suplantar el amplio protago-nismo que deben tener los escolares en todo el proceso investigador

Conocidas las necesidades e intereses de la clase todo ello expresado puacutebli-camente en un cartel (estaraacute a la vista durante toda la investigacioacuten) habraacute que organizarse para realizar la investigacioacuten Esto implica la elaboracioacuten conjunta de un pequentildeo plan sobre coacutemo se llevaraacute a cabo el proceso Una opcioacuten po-driacutea ser repartir los subproblemas entre los diferentes equipos y que luego cada equipo informe a la clase y se debata al respecto Asiacute todos los equipos termina-riacutean aprendiendo sobre lo que han investigado los demaacutes Sin embargo en esta unidad inicial puede ser maacutes interesante que todos los interrogantes planteados sean abordados por todos los equipos De este modo tras la indagacioacuten de cada cuestioacuten se puede hacer una puesta en comuacuten donde los equipos expongan sus avances y primeras conclusiones a fin de que eacutestas puedan ser debatidas

El plan de investigacioacuten que se adopte debe ser tenido en cuenta por todos los equipos de forma que haya una guiacutea comuacuten que especifique queacute haraacuten en cada momento queacute recursos y procedimientos van a utilizar etc No obstante dada la edad de estos escolares la permanente intervencioacuten clarificadora y orientadora del profesor seraacute trascendental para la adecuada y fructuosa marcha de la inves-tigacioacuten escolar planificada

Fase de desarrollo buacutesqueda de informacioacuten y construccioacuten delconocimiento escolar

Establecido el plan de trabajo y la estrategia metodoloacutegica se procede a inves-tigar en cada equipo sobre los diferentes interrogantes planteados Para la buacutes-queda de informacioacuten se recurriraacute a las fuentes acordadas biblioteca Internet u otras fuentes que puedan resultar uacutetiles en esta tarea Se recomienda en este sentido que los escolares involucren tambieacuten a sus familiares y realicen con ellos observaciones directas sobre las maacutequinas que puedan tener en casa en el parque infantil que suelen frecuentar etc

Durante la buacutesqueda de informacioacuten el profesor prestaraacute cuanta ayuda sea necesaria a los equipos orientando la organizacioacuten y discusioacuten de la informacioacuten obtenida haciendo las aclaraciones necesarias ante las dudas surgidas y promo-

- 122 -


viendo las estrategias didaacutecticas y metodoloacutegicas oportunas para que los escola-res superen los obstaacuteculos y dificultades que se les vayan presentando

Como hemos avanzado se deben determinar momentos en los cuales los equipos expongan sus avances al resto de compantildeeros con objeto de debatir las conclusiones parciales que cada equipo va alcanzando En estas actuaciones se favoreceraacute que argumenten sus ideas pregunten sus dudas y expresen sus acuer-dos yo desacuerdos El profesor tiene un papel relevante en este proceso en el que ademaacutes de favorecer el debate introduciraacute todos los comentarios valora-ciones aprobaciones propuestas de mejora etc que estime pertinentes a fin de que los escolares puedan progresar satisfactoriamente en su aprendizaje

Aun cuando existe multitud de posibles actividades para abordar la investi-gacioacuten de los diferentes subproblemas o interrogantes formulados a continua-cioacuten describimos sinteacuteticamente (Tabla 73) algunas de las que podriacutean desa-rrollarse en relacioacuten con los interrogantes planteados en la tabla 72 y que bien podriacutean constituir una posible secuencia de ensentildeanza para el desarrollo de la unidad 5

6 6

subprobleMas de investigacioacuten posible secuencia de actividades5

1 iquestQueacute es una maacutequina A1 Se pide a los escolares que dibujen una maacutequina (La informacioacuten obtenida de estos dibujos seraacute determinante para el enfoque y desarrollo del resto de actividades)

A2 Se hace entre todos una lista de maacutequinas que conocen y para queacute sirven

A3 Se elabora entre todos una definicioacuten sobre queacute es una maacutequina que sirva para todas las maacutequinas simples o complejas

A4 Se les pide entonces que identifiquen maacutequinas entre diferentes objetos y artilugios reales o presentados en fotografiacuteas

5 Optamos por no clasificar las actividades en diferentes tipos ya que pensamos que cualquiera de ellas puede destinarse a diferentes fines del proceso de aprendizaje seguacuten las necesidades e intereses de cada contexto de aula Somos partidarios maacutes bien de que sea el profesor que las implemente con las adap-taciones pertinentes quien decida el momento y la finalidad de cada una No obstante si el lector desea profundizar en ello se sugiere la consulta de Cantildeal P (2000) Las actividades de ensentildeanza Un esquema de clasificacioacuten Investigacioacuten en la Escuela 40 5-21

- 123 -


6 1

6 Obviamente nos referimos a experimentar desde la perspectiva cientiacutefica escolar que promueve la unidad didaacutectica pues los nintildeos suelen llegar a Primara con amplia experiencia de juego con los diversos aparatos de los parques infantiles

2 iquestCuaacutentas maacutequinas diferentes hay iquestPara queacute sirve cada una de ellas

3 iquestEn queacute se parecen y en queacute se diferencian unas maacutequinas de otras

A5 Despueacutes de haber realizado y discutido la A4 en clase se pide a los escolares que identifiquen objetos habituales de casa que puedan ser catalogados como maacutequinas

A6 En cada equipo deben describir para queacute sirven los distintos objetos elegidos como maacutequinas en la A5 y si es posible que expliquen tambieacuten coacutemo funcionan

A7 Hecho lo anterior cada equipo debe agrupar los distintos objetos seguacuten su similitud de funcionamiento

A8 De todos los objetos se seleccionaraacuten los que pueden funcionar como una palanca laacutepiz regla destornillador abrelatas etc

4 iquestCoacutemo es el ldquoSube y Bajardquo del parque donde sueles ir a jugar iquestCoacutemo funciona

5 iquestPuede jugar una nintildea o un nintildeo solo en el ldquoSube y Bajardquo iquestPor queacute

6 iquestSe parece en algo el funcionamiento del ldquoSube y Bajardquo y el de una balanza

A7 Se programariacutea una visita a alguacuten parque infantil cercano al centro escolar a fin de que los escolares puedan experimentar6 con algunos de los aparatos que son palancas como el ldquoSube y bajardquo y que luego cada equipo intente responder a los interrogantes de la izquierda Despueacutes la discusioacuten de las conclusiones las dudas surgidas etc pueden realizarse en el mismo parque si eacuteste dispone de alguacuten lugar amplio para que los escolares puedan desarrollar dicha tarea o bien se hace de vuelta a clase

7 iquestCoacutemo podriacuteamos levantar del suelo a un compantildeero de clase usando una larga tabla de madera y un ladrillo

8 iquestPor queacute parte del mango debemos coger una gran sarteacuten para levantarla de la mesa con mayor facilidad

A8 Con ayuda de un ladrillo como punto de apoyo y una tabla de unos 25 metros de longitud 30 centiacutemetros de ancha y unos 5 centiacutemetros de gruesa los equipos de escolares montan una palanca y experimentan con ella Se trata manipulando sus caracteriacutesticas (cambiando la carga a levantar la fuerza aplicada el punto de apoyo etc) que observen coacutemo cambia su funcionamiento en lo relativo a las variaciones de la ventaja mecaacutenica de la maacutequina

A9 Con la sarteacuten se realiza una experiencia similar a la experiencia 3 descrita en el capiacutetulo 6

- 124 -


9 De las distintas herramientas que suele haber en un taller iquestcuaacuteles crees que son maacutequinas y por queacute

10 iquestPor queacute es maacutes faacutecil cortar un alambre con unos alicates que con las manos

A10 Se organiza una visita a alguacuten taller escolar de Tecnologiacutea para conocer las herramientas habituales y experimentar en queacute consiste la ventaja mecaacutenica y utilidad de cada una de ellas

11 iquestCoacutemo construir una maacutequina que sirva para lanzar bolitas de papel

A11 Se trata de que los equipos con la ayuda del profesor construyan una sencilla catapulta7 o artilugio similar a fin de que pongan en praacutectica algunas de las ideas adquiridas sobre las palancas y su funcionamiento Si bien se debe dar rienda suelta a la imaginacioacuten de los escolares y valdraacute cualquier palanca que cumpla con la accioacuten encomendada No obstante si se desea promover un disentildeo un miacutenimamente elaborado vendraacute bien que puedan ver uno ya construido (veacutease como ejemplo la fotografiacutea de la figura 1) observando los materiales con los que estaacute construido sus dimensiones y observar coacutemo funciona

Tabla 73 Posible secuencia de actividades en relacioacuten con los diferentes subproblemas para el desarrollo de la unidad didaacutectica

77Figura 71 Un modelo complejo de catapulta realizado por escolares

7 Otra posibilidad para su construccioacuten es mediante el uso de un equipo escolar destinado para el montaje de mecanismos simples como pueden ser los kits de Lego

- 125 -


Fase final Conclusiones globales

Una vez que han sido abordados los subproblemas presentados y discutidos en clase los progresos y conclusiones sobre los mismos con las criacuteticas pertinen-tes y constructivas del profesor es aconsejable que cada equipo exponga al resto de compantildeeros coacutemo ha sido la experiencia para ellos y queacute cosas han aprendido sobre las maacutequinas Seriacutea una sesioacuten de clase que podriacutea denominarse iquestQueacute he-mos aprendido sobre las maacutequinas Esta tarea puede contribuir a que los escolares realicen una siacutentesis y estructuracioacuten de los hechos y fenoacutemenos observados de los conceptos aprendidos de los procesos y habilidades adquiridas asiacute como de las actitudes desarrolladas en relacioacuten con las maacutequinas en general y sobre las palancas de su entorno maacutes inmediato Ello ademaacutes favoreceraacute el desarrollo de la competencia comunicativa

propuesta de unidad didaacutectica investigadora para segundo ciclo de priMaria laquoiquestcoacuteMo funciona una caacuteMara oscuraraquo

Figura 72 Esquema de una persona observando un aacuterbol con una caacutemara oscura elaborada con una caja de cartoacuten (Veacutease el capiacutetulo 6)

Uno de los fenoacutemenos que puede intrigar maacutes a un escolar es coacutemo se for-man las imaacutegenes en una caacutemara fotograacutefica Afortunadamente su antecedente la elemental caacutemara oscura se puede construir y utilizar con facilidad8 en la es-cuela para tratar de responder a dicha pregunta La visualizacioacuten de imaacutegenes

8 Es faacutecil encontrar literatura sobre la caacutemara estenopeica (ldquopinhole camerardquo) que dotada de un diafragma del grosor de un alfiler y una pantalla de papel fotosensible constituye una rudimentaria caacutemara de fotos adecuada para adolescentes Aquiacute proponemos utilizar con los escolares algo maacutes inmediato una caacutemara de visioacuten directa y de proyeccioacuten en pantalla opaca similar a la habitacioacuten que serviacutea originariamente de caacutemara oscura

- 126 -


con una caacutemara oscura es de esas experiencias que suelen provocar entusiasmo en los escolares Sus expectativas se culminan si ademaacutes el prototipo de caacutemara ha sido construido por ellos mismos con materiales accesibles y en poco tiem-po El conocimiento adquirido sirve para entender cuestiones como el proceso de la visioacuten y determinadas vivencias relacionadas con fenoacutemenos oacutepticos Nos referimos a la experiencia que hemos podido tener cuando en una habitacioacuten a oscuras donde la luz apenas penetra por pequentildeas aberturas se proyectan en la pared imaacutegenes de objetos moacuteviles del exterior que se desplazan en sentido opuesto al que se mueven dichos objetos

La unidad didaacutectica que proponemos para segundo ciclo de Primaria tiene como motor de investigacioacuten el problema siguiente iquestCoacutemo funciona una caacutemara oscura Dicho problema se puede asociar a la pregunta que probablemente sub-yace en la mente de algunos de los escolares iquestcoacutemo se forman las imaacutegenes en las caacutemaras fotograacuteficas

La relacioacuten de este problema especiacutefico con los generales establecidos en el proyecto INM (6-12) para el aacutembito se detallan en la tabla 74

cicloprobleMa especiacutefico a investigar



Segundo ciclo iquestCoacutemo funciona una caacutemara oscura







Tabla 74 Relacioacuten del problema de investigacioacuten de la unidad didaacutectica para segundo ciclo de Primaria con los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos en el proyecto INM (6-12)

Para abordar la investigacioacuten escolar contariacuteamos con una caacutemara de cartoacuten construida tal como hemos descrito en una de las experiencias del capiacutetulo 6

- 127 -


iquestQueacute debemos saber sobre la caacutemara oscura

A pesar de la sofisticacioacuten de las caacutemaras modernas el cuerpo oacuteptico de una caacutemara fotograacutefica se puede simplificar en una caacutemara oscura (una caja total-mente cerrada a la luz salvo por un uacutenico orificio) y una(s) lente(s) Por ello en esta unidad nos centraremos en la caacutemara oscura

Los escolares pueden aprender en progresioacuten de dificultad creciente lo si-guiente

1 Reconocer una caacutemara oscura y conocer su origen2 Construir una caacutemara real y conocerla en accioacuten observar con ella y gene-

ralizar este modelo de artefacto simple de formacioacuten de imaacutegenes al ojo y a la caacutemara fotograacutefica

3 Pasar de una descripcioacuten pobre como ldquoimagen mejor peorrdquo a una descrip-cioacuten maacutes rica a traveacutes de atributos de la imagen como tamantildeo ilumina-cioacuten o nitidez

4 Comenzar a escuchar y manejar algunos teacuterminosconceptos de oacuteptica objeto imagen fuente de luz rayo sombra etc

5 Investigar coacutemo pueden cambiar atributos de la imagen en la caacutemara os-cura construida

6 Comenzar a pensar sobre el mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes

Veamos de forma maacutes extensa cada uno de estos puntos

1 Mediante informacioacuten oral lecturas e imaacutegenes los escolares podraacuten llegar a familiarizarse con el concepto de caacutemara oscura la idea fundamental de su funcionamiento y conocer algo de su evolucioacuten a traveacutes de la historia En siacutentesis los nintildeos y nintildeas pueden ir conociendo datos como los siguientes bull La caacutemara oscura se conoce desde los tiempos de Aristoacuteteles hace maacutes

de 2000 antildeos bull En el siglo XI cientiacuteficos aacuterabes realizaron experiencias con caacutemaras os-

curas construidas a modo de tiendas de campantildea bull Algunos pintores se sirvieron de eacuteste artefacto para copiar paisajes bull Siglos maacutes tarde la caacutemara oscura se dota de una lente (llamada obje-

tivo) se reduce su tamantildeo y se construye de madera daacutendole forma de caja es el origen de todas las caacutemaras fotograacuteficas actuales

bull En algunas ciudades europeas existen caacutemaras oscuras en torres de alto valor histoacuterico estrateacutegicamente situadas ofreciendo vistas de la ciudad En Andaluciacutea encontramos la ldquoTorre Tavirardquo (en Caacutediz) y la ldquoTorre de los perdigonesrdquo (en Sevilla)

- 128 -


2 Aprender queacute es una caacutemara oscura construyeacutendola y observando las imaacute-genes invertidas que proyecta lo que proporciona la adquisicioacuten de muchas competencias Como primer objetivo se pretende que vean sencillamente que las imaacutegenes aparecen y se ven en la caacutemara que ellos han construido Una vez que han verificado que funciona a pesar de ser un artefacto tan simple estaraacuten en condiciones de establecer un paralelismo formal con la caacutemara fotograacutefica y con el ojo identificando su esencia una caja estanca a la luz salvo por un pequentildeo orificio

3 Se puede efectuar un primer contacto con algunas nociones de oacuteptica como

bull Establecer la distincioacuten entre el objeto real y la imagen (del objeto) bull Comenzar a pensar en la propagacioacuten de la luz en liacutenea recta a traveacutes del

concepto de rayo bull Pensar en la visioacuten como recepcioacuten de rayos de luz en nuestros ojos bull Considerar la reflexioacuten de los rayos de luz sobre los objetos iluminados bull Imaginarse la formacioacuten de una imagen proyectada en una pantalla Para

ello se pueden establecer dos niveles de formulacioacuten con fines educativos (ver figura 73) Nivel 1 a partir de rayos que unen punto objetondashpunto imagen Nivel 2 a partir de conos de luz que parten de cada punto objeto

El segundo nivel queda totalmente descartado para ensentildear la formacioacuten de imaacutegenes en Educacioacuten Primaria de forma que soacutelo abordariacuteamos la imagen como el resultado del impacto de los rayos en la pantalla Es decir si decidieacutesemos abordar el mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes pretenderiacuteamos que los escolares comenzasen a imaginar que

bull la imagen estaacute construida a partir de puntos brillantes bull cada punto procede de la proyeccioacuten de un rayo bull estos rayos parten de los objetos iluminados que reflejan la luz (que les

llega de una fuente luminosa)

Figura 73 a) Punto-objeto y punto-imagen unidos por un rayo b) Punto-objeto y manchandashimagen unidos por el haz coacutenico de rayos de luz que emite el primero

- 129 -


Los tres elementos de conocimiento anteriores son importantes para com-prender la formacioacuten de la imagen invertida en la caacutemara oscura

4 Los escolares pueden enriquecer su descripcioacuten de una imagen y describirla a traveacutes caracteriacutesticas perceptibles como el tamantildeo la iluminacioacuten y la ni-tidez Es decir ademaacutes del tamantildeo los escolares con cierto entrenamiento pueden llegar maacutes allaacute con la descripcioacuten de sus observaciones y distinguir por ejemplo una imagen con colores intensos de otra con colores paacutelidos (iluminacioacuten) o una imagen niacutetida de otra borrosa (nitidez)

5 Utilizando la caacutemara oscura pueden aprender que algunas de esas carac-teriacutesticas de la imagen pueden modificarse cambiando el tamantildeo del ori-ficio y otras cambiando la luz que ilumina el objeto o la distancia de la caacutemara al mismo

6 Centraacutendonos en el artefacto que produce las imaacutegenes (la caacutemara oscura) los escolares (guiados por interrogantes a los que dar respuestas) pueden aprender el ldquosecretordquo de la formacioacuten de imaacutegenes Asimismo con vistas a avanzar en ello maacutes adelante todaviacutea en su formacioacuten obligatoria pueden empezar a familiarizarse con esquemas y explicaciones como las que se indican a continuacioacuteniquestCuaacutel es el secreto de la formacioacuten de las imaacutegenes Es muy simple que soacutelo exista un pequentildeo orificio para entrada de la luz Partimos de la idea de que vemos los objetos porque reflejan la luz de una fuente luminosa y esos rayos reflejados van a nuestros ojos o a una pantallaMuchos dispositivos oacutepticos dejan pasar la luz a traveacutes de un pequentildeo ori-ficio o diafragma por ejemplo la pupila en el ojo iquestQueacute funcioacuten tiene No dejar pasar todos los rayos soacutelo ldquocabenrdquo a traveacutes de eacutel una pequentildea porcioacuten iquestQueacute efecto produce esa seleccioacuten de los rayos sobre la pantalla Veaacutemoslo en la figura 74 en la que tenemos un muntildeeco delante de una pared blanca (pantalla)

Figura 74 a) Cada punto de un muntildeeco iluminado refleja los rayos de luz en todas direcciones y estos se dirigen a una pantalla No hay puntos preferentemente iluminados no hay imagen b) El diafragma provoca un efecto seleccionador de rayos

- 130 -


Supongamos que el pequentildeo agujero no existe y que colocamos delante de un muntildeeco iluminado una pantalla un negativo o papel sensible en espera de que se reproduzca la imagen El resultado no llegariacutea nunca la imagen no aparece proyectada porque todos y cada uno de los puntos del sujeto reflejariacutean rayos en todas las direcciones (reflexioacuten difusa) hacia to-dos y cada uno de los puntos de la pantalla iquestPor queacute en la caacutemara oscura siacute aparece una imagen La clave estaacute en el diafragma Imaginemos el muntildeeco iluminado por el Sol Hemos dicho que cada punto del muntildeeco iluminado refleja rayos luminosos en todas direc-ciones Si interponemos una pared con un pequentildeo orificio soacutelo pasaraacuten algunos rayos hacia la pantalla procedentes de la cabeza soacutelo pasaraacuten los que se dirigen hacia abajo procedentes de los pies soacutelo pasaraacuten los que se dirigen hacia arriba de la derecha del objeto soacutelo llegaraacuten a la izquierda de la pantallahellip En relacioacuten con las caracteriacutesticas de las imaacutegenes cabe preguntarse iquestCoacutemo son las imaacutegenes en una caacutemara oscura Las imaacutegenes aparecen invertidas por los motivos que ya se han expuesto Otras caracteriacutesticas de la imagen que los escolares pueden explorar son su nitidez y su iluminacioacuten plan-teaacutendose preguntas como bull iquestDe queacute depende la iluminacioacuten de la imagen bull iquestDe que depende el tamantildeo de la imagen en la caacutemara oscura bull iquestDe queacute depende la nitidez de la imagen

iquestQueacute investigar sobre la caacutemara oscura en segundo ciclo

Teniendo en cuenta que el problema general es iquestCoacutemo funcionan las maacutequi-nas y que la unidad investigadora tendraacute como motor el problema iquestCoacutemo fun-ciona una caacutemara oscura pueden surgir numerosos interrogantes en torno a este artefacto Algunos de los problemas especiacuteficos que pueden abordar inicialmente los escolares se recogen en la tabla 75

bull iquestQueacute es una caacutemara oscura

bull iquestQuieacuten la inventoacute y coacutemo era

bull iquestSe veraacuten realmente imaacutegenes en una caacutemara hecha con una caja de cartoacuten

bull iquestSeraacuten en color las imaacutegenes o en blanco y negro

bull iquestPor queacute hay que esperar un poco hasta ver claramente las imaacutegenes dentro

bull iquestPor queacute se ven las imaacutegenes al reveacutes

- 131 -


bull iquestQueacute pasaraacute si cambiamos el tamantildeo del orificio de la caacutemara

bull iquestQueacutepodemoshacerparaquelaimagenldquoseveamaacutesniacutetidamejoriluminadaomaacutesgrande

Tabla 75 Posibles interrogantes de investigacioacuten en torno a la caacutemara oscura

iquestQueacute debemos saber acerca de las experiencias e ideas previas de los escolares en relacioacuten con la caacutemara oscura

Al abordar los interrogantes de la investigacioacuten los escolares pueden hacer expliacutecitas algunas ideas personales de diversa naturaleza y origen A continuacioacuten exponemos una seleccioacuten de los datos que se pueden encontrar actualmente en revistas y libros en torno a cada uno de los aspectos que estaacuten maacutes relacionados con la caacutemara oscura y su funcionamiento

El proceso de la visioacuten se interpreta por los escolares de diferente forma se-guacuten se trate de objetos luminosos o no luminosos Si los objetos son luminosos suelen pensar que los vemos porque la luz que emiten nos llega a los ojos pero si los objetos no son luminosos es frecuente que crean que los ojos emiten algo que permite ver esos objetos Quizaacutes la visualizacioacuten de imaacutegenes en la caacutemara oscu-ra y la verificacioacuten del papel fundamental del diafragma ayuden a desmontar dicha concepcioacuten En este caso es posible que pasen por un estadio en que razo-nen mediante un desdoblamiento considerando que los procesos ldquover un objeto o una imagenrdquo y ldquorecibir luz procedentes de ellos en los ojosrdquo son independientes

En lo que respecta a la propagacioacuten de los rayos de luz pueden considerar tanto que la propagacioacuten de la luz transcurre en liacutenea recta como que no lo hace seguacuten el ejemplo especiacutefico Cuando suponen que se propaga en liacutenea recta sue-len creer que lo hace mediante un solo rayo y en una direccioacuten preferente (es la maacutes implicada en el problema que se tiene entre manos a saber la recta existente entre una fuente luminosa y el centro del objeto iluminado o soacutelo el rayo que se dirige en liacutenea recta desde un objeto hacia el diafragma de la caacutemara) No se contempla para este nivel que de cada punto del objeto pueden salir reflejados muchos rayos y en todas direcciones

Sobre la formacioacuten de imaacutegenes hay varias cuestiones que comentar En una primera fase la concepcioacuten intuitiva de ldquoimagenrdquo consiste en un ldquoesquema ho-liacutesticordquo donde aquella es una ldquoreacuteplica corpoacuterea del objetordquo emitida por eacuteste que se puede mover quedar estacionaria o rotar como un todo Los escolares que poseen este esquema no usan ninguacuten mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes ni de su transferencia De ahiacute que seguacuten ellos la imagen pueda viajar por el espacio

- 132 -


hacerse pequentildea al pasar por el diafragma de la caacutemara oscura y aumentar de tamantildeo yo invertirse al salir de eacuteste

Los escolares pueden obviar que la propagacioacuten de la luz transcurre en liacutenea rec-ta de forma que para explicar la formacioacuten de una imagen en la caacutemara (despueacutes de haberla observado) pueden pintar dos rayos convergentes antes de pasar por el dia-fragma y divergentes al salir de eacuteste de forma que cada rayo se ha quebrado cam-biando radicalmente de direccioacuten al pasar por el orificio Tambieacuten pueden entender a veces como si la luz o los diafragmas tuvieran un papel ldquoactivordquo con un efecto tal que un haz luminoso puede ldquoadelgazarrdquo para atravesar un orificio pequentildeo

Espontaacuteneamente los escolares no utilizan haces coacutenicos de rayos para la construccioacuten de imaacutegenes (nivel de formulacioacuten maacutes abstracto) sino liacuteneas rec-tas (rayos)

El ldquoesquema holiacutesticordquo evoluciona a otro de ldquoimagen proyectadardquo donde cada punto de la imagen estaacute relacionado con el punto correspondiente del objeto mediante un solo rayo que se encarga de la transferencia de luz Como hemos dicho este nivel de formulacioacuten del mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes (con correspondencias entre puntos a traveacutes de rayos) puede ser la meta de referencia en niveles educativos maacutes elementales pues proporciona explicaciones satisfac-torias para comprender la inversioacuten de la imagen en la caacutemara oscura (aunque es insuficiente para explicar su mayor o menor nitidez en funcioacuten del tamantildeo del diafragma) Este mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes punto por punto permite tambieacuten explicar coacutemo puede variar el ldquotamantildeo de la imagenrdquo Sin em-bargo el mecanismo de formacioacuten de imaacutegenes mediante haces luminosos que atraviesan el diafragma es imprescindible para entender la caracteriacutestica ldquonitidez de la imagenrdquo como hemos venido argumentando

Los factores que pueden modificar las caracteriacutesticas de la imagen en la caacutema-ra se pueden abordar en torno a las tres caracteriacutesticas perceptibles que venimos citando esto es

bull Sobre la iluminacioacuten de la imagen los escolares entienden con facilidad que la apertura del diafragma influye en la iluminacioacuten y que a mayor apertura mayor iluminacioacuten

bull Sobre el tamantildeo de la imagen en contra de lo que comprobaraacuten en la expe-riencia los escolares pueden predecir que la apertura del diafragma influye en el tamantildeo de la imagen y que a mayor diafragma se observaraacute una imagen mayor Esta idea no se puede modificar en este nivel salvo con la fuerza de los hechos observados y con la idea de que un posible aumento de tamantildeo no seriacutea apreciable

bull Que la longitud de la caacutemara puede influir en el tamantildeo de la imagen es algo que podriacutean aceptar los escolares pero no todos predicen que las caacutemaras

- 133 -


maacutes largas produciraacuten imaacutegenes mayores sino que algunos aplicaraacuten inade-cuadamente su experiencia sobre los objetos lejanos y creeraacuten lo contrario

bull Sobre la nitidez de la imagen los escolares no se plantean espontaacuteneamente que la apertura del diafragma influye en la nitidez de la imagen de forma que carecen de un obstaacuteculo a priori que interfiera en el conocimiento que adquiriraacuten con la experiencia los diafragmas grandes producen imaacutegenes borrosas Pero conocido este hecho siacute que lo interpretan inadecuadamente explicaacutendolo en el sentido de que entra demasiada luz estableciendo un paralelismo con su experiencia de verse deslumbrados cuando miran a una potente fuente luminosa

iquestQueacute fases y tareas se pueden proponer para el desarrollo de la investigacioacuten escolar sobre la caacutemara oscura iquestQueacute actividades incluir y coacutemo secuenciarlas


Para entrar a planificar esta investigacioacuten escolar sobre la caacutemara oscura necesitamos previamente haber construido una o maacutes de estas maacutequinas Este proceso de construccioacuten necesitariacutea a su vez una fase de planificacioacuten para dis-tribuir las tareas de recoleccioacuten de los materiales y para la construccioacuten de la caacutemara lo que se llevariacutea a cabo en la forma en que hemos descrito en una de las experiencias propuestas en el capiacutetulo 6

En coherencia con las propuestas baacutesicas del proyecto INM (6-12) los escola-res trabajaraacuten en grupos tanto para planificar la construccioacuten de la caacutemara como para su utilizacioacuten En la construccioacuten puede venir bien la ayuda de adultos y en la utilizacioacuten de la caacutemara (que es una caja del tamantildeo de un horno) se nece-sita la colaboracioacuten de varias personas el observador que introduce dentro la cabeza y los compantildeeros que le asisten orientando el diafragma hacia el objeto a observar Ademaacutes si se desea investigar coacutemo se pueden modificar algunas carac-teriacutesticas de la imagen el observador de dentro de la caacutemara necesita de la ayuda de personas del exterior para realizar las operaciones pertinentes Todas estas cir-cunstancias se anticiparaacuten y expresaraacuten por escrito en un plan de investigacioacuten realizado con la colaboracioacuten de todos

Fase de desarrollo desde la expresioacuten y contraste de las ideas experiencias y conocimientos previos a la construccioacuten de conocimiento escolar

Seleccionado y conocido el objeto de estudio cada equipo participaraacute en una

serie de tareas en las que tenga oportunidad de

- 134 -


bull Conocer y pensar en las cuestiones especiacuteficas planteadas sobre coacutemo es la imagen que se observa y queacute puede hacerse para obtener mejoras

bull Responder por escrito y en equipo a las preguntas de forma tentativa y provisional a modo de hipoacutetesis sobre lo que puede ocurrir

bull Conocer el inventario de respuestas de toda la clase a cada pregunta y to-marlas como posibles hipoacutetesis que compiten entre siacute

bull Realizar las pruebas correspondientes con la caacutemara previa preparacioacuten de una hoja de registro sencilla (Figura 75) que permita anotar los resultados de las observaciones

Figura 75 Hoja de registro de observaciones de imaacutegenes en la caacutemara oscura

En la hoja se preveacute lo que se va a comprobar con la caacutemara aunque es posible que luego se antildeada alguna indagacioacuten maacutes o se registren resultados no previstos

Una vez preparada la hoja se saldraacute al patio de colegio en un diacutea soleado y durante una media hora para realizar las visualizaciones con la caacutema-ra oscura y hacer sus anotaciones en la hoja de registro Los escolares de acuerdo con el proyecto de investigacioacuten elaborado podraacuten realizar com-probaciones con diferente nivel de dificultad como las siguientes

bull Observar sencillamente la presencia de la imagen del objeto real al que dirijan el orificio de la caacutemara en la pantalla de eacutesta

bull Constatar que la imagen es coloreada como el objeto real y que estaacute invertida

bull Realizar alguacuten control de variables eligiendo soacutelo una variable de la ima-gen cuyos cambios sean claramente perceptibles como por ejemplo

Cambiar la iluminacioacuten en dos niveles extremos luz directa del sol luz artificial

- 135 -


Cambiar la distancia del objeto varios metros observar a un compantildeero situado a diez pasos y al mismo compantildeero situado a una distancia doble

Cambiar el tamantildeo del diafragma En este caso tendriacuteamos que ayudar a los escolares para que cada vez no modifiquen maacutes que un factor y mantengan constantes los demaacutes

A la vista del inventario de hipoacutetesis y de la experiencia con la caacutemara redactar unas conclusiones unas respuestas provisionales a las preguntas planteadas En este momento hay que contar con que existan resultados bastante seguros y resultados que no sean concluyentes Esta circunstancia debe ser conocida y aceptada por los escolares como una situacioacuten normal en una investigacioacuten puede que no haya acuerdo entre todos los compo-nentes del equipo o que no se carezca de apoyos soacutelidos para definirse con seguridad por lo que no se debe forzar las conclusiones

Buacutesqueda y consulta de informacioacuten (ademaacutes de la que pueda facilitar el maestro) De esta forma los escolares pueden afianzar o poner en cuestioacuten las conclusiones de su experiencia y de sus razonamientos intuitivos

Revisioacuten final del informe de conclusiones de cada equipo

Fase final Conclusiones globales y recapitulacioacuten

En esta fase se lleva a cabo la puesta en comuacuten de conclusiones y recapitula-cioacuten final con respuestas maacutes definitivas a las preguntas inicialmente planteadas Cada equipo expone al resto de la clase a) las conclusiones definitivas de su in-vestigacioacuten b) los resultados no concluyentes y c) los efectos no esperados Al maestro le corresponde regular la sesioacuten con objeto de que no resulte repetitiva y tediosa Ademaacutes cada equipo debe realizar una seleccioacuten de la informacioacuten a comunicar y a medida que se van sucediendo las exposiciones soacutelo indicar si sus resultados coinciden con algunos de los ya expuestos yo antildeadir aspectos nove-dosos Con todos los datos el docente realiza la recapitulacioacuten final

Acabada esta fase se deberiacutea extender el conocimiento hacia otros aacutembitos proacuteximos maacutes generales abordando cuestiones como las que planteamos en la tabla 76

- 136 -


probleMa generalactividades para avanzar en la generalizacioacuten

(ideas personales debates experiencias conclusiones etc)

bull iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve

bull iquestQueacute otras maacutequinas relacionadas con la formacioacuten de imaacutegenes conoces

bull iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para hacerlo

bull iquestEn queacute se parecen el ojo humano y la caacutemara oscurabull iquestEn queacute se parecen entre siacute las maacutequinas que captan

imaacutegenes

bull iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute cambia a lo largo de la historia

bull iquestLa caacutemara oscura de los griegos se parece a nuestras caacutemaras fotograacuteficas iquestQueacute se antildeade a las maacutequinas actuales que captan imaacutegenes y para queacute

Tabla 76 Relacioacuten de los problemas generales con actividades para avanzar en la generalizacioacuten

propuesta de unidad didaacutectica investigadora para tercer ciclo de priMaria laquoiquestpor queacute los autoMoacuteviles son coMo sonraquo

A continuacioacuten describimos las liacuteneas baacutesicas de una unidad didaacutectica inves-tigadora para estudiar el automoacutevil como objeto tecnoloacutegico en el tercer ciclo de Primaria La eleccioacuten de esta maacutequina compleja se debe a su potencial didaacutec-tico pues (i) resulta sumamente familiar para los escolares (ii) es idoacutenea para tratar un aspecto esencial en la alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica hoy deman-dada el anaacutelisis de las interacciones Ciencia-Tecnologiacutea-Sociedad (CTS) que en el caso del automoacutevil son manifiestamente notorias y (iii) puede compararse convenientemente con un ser vivo en cuanto a sus caracteriacutesticas anatoacutemicas funcionales y a sus procesos de cambio evolutivo La unidad se organiza pues en torno a la investigacioacuten del problema iquestPor queacute los automoacuteviles son como son cuyo planteamiento en el aula permite el abordaje de varios de los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos tal y como se indica en la tabla 77

- 137 -





Tercer ciclo iquestPor queacute los automoacuteviles son como son

bull iquestQueacute es una maacutequina y para queacute sirve bull iquestQueacute tipos de maacutequinas existen bull iquestCoacutemo funciona una maacutequina y queacute necesita para

hacerlo bull iquestCoacutemo se inventan las maacutequinas y por queacute


actualidad bull iquestQueacute problemas sanitarios y ambientales generan

las maacutequinas bull iquestQueacute tipos de maacutequinas permiten una interaccioacuten

saludable y sostenible con el entorno

Tabla 77 Relacioacuten del problema de investigacioacuten de la unidad didaacutectica para tercer ciclo de Primaria con los problemas generales del aacutembito de maacutequinas y artefactos en el proyecto INM (6-12)

iquestQueacute deben saber los escolares de tercer ciclo de Primaria sobre el automoacutevil y su evolucioacuten

Desde su invencioacuten en 1886 por el ingeniero alemaacuten Karl Benz el automoacutevil ha evolucionado considerablemente hasta nuestros diacuteas basta comparar los mo-delos y prestaciones de los primeros automoacuteviles con los que hoy conocemos Junto al teleacutefono o el televisor el automoacutevil es uno de los objetos tecnoloacutegicos de mayor expansioacuten trascendencia y arraigo en la sociedad actual pero tambieacuten uno de los maacutes controvertidos Frente a sus indudables prestaciones como medio de transporte y sus connotaciones socioculturales (por ejemplo como siacutembolo de estatus social) origina una serie de consecuencias manifiestamente negativas El ingente nuacutemero de automoacuteviles que cada diacutea circula en las ciudades con una tecnologiacutea basada en el consumo de combustibles foacutesiles (a) tiene efectos ad-versos para la salud (problemas respiratorios cardiovasculareshellip) y el entorno (contaminacioacuten atmosfeacuterica acuacutestica etc) (b) contribuye a acrecentar el pro-blema actual y global de demanda energeacutetica y (c) supone una de las mayores causas de muerte accidental en el mundo Seguacuten la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) cada antildeo fallecen 12 millones de personas en accidentes de traacutefico

El estudio del automoacutevil es por tanto idoacuteneo para abordar aspectos de actua-lidad y esenciales para una adecuada alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica Pero debe abordarse sin promover un estudio profundo y exhaustivo del mismo pues

- 138 -


resultariacutea complejo para los escolares de tercer ciclo de Primaria ademaacutes de que desvirtuariacutea la finalidad de una propuesta didaacutectica como eacutesta orientada a tratar el tema de manera global sisteacutemica y contextualizada

Asiacute pues un conocimiento escolar deseable (integrado significativo y funcio-nal) en torno al sistema automoacutevil y orientado para el uacuteltimo ciclo de Primaria podriacutea girar en torno a las siguientes ideas baacutesicas

bull El automoacutevil es un sistema tecnoloacutegico dinaacutemico que evoluciona en el tiem-po seguacuten necesidades y criterios sociopoliacuteticos y econoacutemicos de la sociedad y gracias a los avances cientiacutefico-tecnoloacutegicos De este modo aquellos mo-delos yo componentes que quedan obsoletos se ldquoextinguenrdquo permanecien-do los que mejor se ldquoadaptanrdquo a las nuevas necesidades Algunos datos que pueden resultar interesantes en relacioacuten con la evolucioacuten del automoacutevil se muestran en la tabla 78

priMeros autoMoacuteviles

Modificaciones Mejoras en autos actuales y de un futuro proacutexiMo

Motor

bull De combustioacuten interna

bull Rendimiento bajo (R lt 20)

bull Posicioacuten atraacutes

bull Motor de combustioacuten interna

bull Rendimiento 40bull Posicioacuten habitual

delante

bull Motor eleacutectrico (alimentados por la red convencional y fotovoltaicos)

bull Motor de hidroacutegeno

traccioacutenbull En 2 ruedas bull En las 4 ruedas

sisteMa de arranque

bull Sin motor de arranque sistema manual de manivela

bull Motor de arranque alimentado por la bateriacutea

bull Arranque directo

coMbustible

(fuente de energiacutea)

bull Derivados del petroacuteleo

bull Derivados del petroacuteleo y otros combustibles foacutesiles

bull Aceites vegetales bio-alcohol hidroacutegeno

bull Alimentacioacuten mixta (eleacutectrica combustible foacutesil biocombustible)

bull Alimentacioacuten solarbull Alimentacioacuten eleacutectrica

ruedasbull Riacutegidas bull Hinchables bull Sin caacutemara con llantas

de acero

suspensioacutenbull Ballestas bull Amortiguadores bull Suspensioacuten

hidroneumaacutetica

- 139 -


carroceriacutea

bull Madera metaacutelica

bull Metaacutelica bull Metaacutelica con refuerzos nuevos materiales (poca densidad alta absorcioacuten de golpes)

forMa

bull Similar a coches de caballos

bull Aerodinaacutemica para evitar el rozamiento con el aire

bull Aerodinaacutemica y capoacute con ldquomorro de cucharardquo (para disminuir el dantildeo en caso de atropello a peatones)

caMbio de Marchas

bull Manual bull Cambio manual y cambio automaacutetico

bull Cambio automaacutetico

velocidad MaacutexiMa

bull ~ 24Kmh bull 100 ndash 180Kmh en turismos mayor en deportivos

bull Liacutemite debido a regulacioacuten social y mecaacutenica

consuMo

mdash bull Consumo combustible foacutesil ~ 8 L100km

bull Prototipos monoplazas de fibra de carbono 1L1000Km

autoMatisMo

mdash bull Algunos automatismos Cierre central antibloqueo de frenos ABShellip

bull Pequentildeos ordenadores que detectan anomaliacuteas o que intervienen como el ESP (Elektronische Estabilitaumlt Programm)

sisteMas de seguridad

mdash bull Interior apoyacabezas cinturoacuten airbag

bull Exterior parabrisas no astillable parachoques zona aplastable del compartimento del motor

bull Radar sistemas antichoque conduccioacuten automaacutetica etc

proteccioacuten aMbiental

mdash bull Uso de carburantes sin plomo

bull Catalizadoresbull Eliminacioacuten de residuos

perjudiciales por uso de motores eleacutectricos o de hidroacutegeno

Medidas de ahorro de consuMo

mdash bull Aplicacioacuten de ciertas formas de conducir

bull Nuevos disentildeos de motor y de carroceriacutea

Tabla 78 Algunos datos para ilustrar la evolucioacuten del automoacutevil9

9 Las celdas dejadas en blanco indican que no se conocen datos contrastados sobre el aspecto en cuestioacuten o bien que no son relevantes de cara al anaacutelisis comparativo que se expone

- 140 -


bull Las necesidades para el cambio ldquoadaptativordquo de los automoacuteviles pueden ser por tanto econoacutemicas de seguridad ergonoacutemicas medioambientales so-cioculturales esteacuteticashellip Si se considera prioritario educativamente cen-trar la atencioacuten en las necesidades asociadas a la seguridad se sugiere ver en clase el ldquoviacutedeo sobre la seguridad activa y pasiva del cocherdquo10

bull Como en el caso de los seres vivos se puede hablar de unidad y diversidad de los automoacuteviles Es decir aun cuando existe gran variedad de automoacuteviles seguacuten su marca comercial sus caracteriacutesticas teacutecnicas (tipo de motor po-tenciahellip) su finalidad (turismo familiar deportivo todoterrenohellip) etc todos ellos tienen componentes y caracteriacutesticas comunes que los distin-guen de otros sistemas tecnoloacutegicos de transporte Sobre este aspecto los escolares pueden elaborar tablas que agrupen los automoacuteviles seguacuten los di-ferentes aspectos o criterios expuestos

bull Los componentes u ldquooacuterganos de un automoacutevilrdquo en esta analogiacutea se clasifi-can en baacutesicos como el motor el chasis la carroceriacutea los frenos la direccioacuten la suspensioacuten y la transmisioacuten y en accesorios como la radio los cinturones y airbags luces aire acondicionado etc Se pueden seleccionar imaacutegenes simplificadas de sus componentes Por ejemplo la figura 76 muestra de manera sencilla coacutemo los giros del volante se transmiten a las ruedas en el componente ldquodireccioacutenrdquo

Figura 76 La direccioacuten en un automoacutevil11

10 Disponible en httpwwwareatecnologiacomairbaghtm Y si se desea saber sobre la inminente co-mercializacioacuten de automoacuteviles ecoloacutegicos es interesante la lectura en clase del artiacuteculo de Castro (2009) ldquoLlega el coche eleacutectrico iquestDoacutende lo enchufamosrdquo Diario El Paiacutes (Edicioacuten digital 04032009) disponible en httpwwwelpaiscomsociedad (Consultado el 180309)

11 Tomado de httpwwwjuntadeandaluciaesaverroesies_jacobo_orellanaimagesdocspresentacion_ud3_terceropdf (Consultado el 25032009)

- 141 -


bull El automoacutevil funciona con ayuda del motor que con cierto rendimiento energeacutetico produce movimiento a partir de la energiacutea que recibe de una fuente externa En este proceso se cumple el principio de conservacioacuten de la energiacutea De la energiacutea suministrada parte es utilizada para generar el mo-vimiento (energiacutea uacutetil) y el resto se disipa (energiacutea degradada) emitieacutendose al medio mediante calor ruido vibracioneshellip Puede obviarse la estructura y funcionamiento del motor trataacutendolo como una ldquocaja negrardquo que trans-forma energiacutea sin entrar en la consideracioacuten de sus mecanismos de fun-cionamiento Pero tambieacuten cabe la posibilidad de abordar ese aspecto si los escolares se interesan por conocer su funcionamiento En este caso podre-mos ayudarles a que comprendan su mecaacutenica maacutes elemental mediante una maqueta didaacutectica de un solo cilindro y de tamantildeo real En su defecto se podriacutean usar imaacutegenes simplificadas como la indicada en la figura 77 sobre el motor de combustioacuten de cuatro tiempos La adaptacioacuten escolar que sugerimos supone que los escolares se centren en dos aspectos orientados a responder coacutemo se obtiene movimiento de traslacioacuten del automoacutevil a partir del combustible Concretamente (1) coacutemo la explosioacuten de los gases produ-ce un movimiento de vaiveacuten que se convierte en el movimiento rotatorio que acciona las ruedas y (2) coacutemo se completa cada ciclo con entrada de combustible al cilindro y escape de gases a traveacutes de las respectivas vaacutelvulas Para abordar los tipos de transformaciones de energiacutea que tienen lugar en ellos se puede plantear tambieacuten la construccioacuten de un sencillo coche eleacutec-trico Ello permitiriacutea a los escolares percibir la transformacioacuten de energiacutea eleacutectrica en mecaacutenica producida en el motor

Figura 77 Fases del funcionamiento de un motor de combustioacuten de cuatro tiempos12

12 Tomado de httpzonagpcomimagesciclos_motor_explosionjpg (Consultado el 27032009)

- 142 -


bull Actualmente la tendencia en el disentildeo de los motores es (a) conseguir que tengan una mayor potencia y eficiencia energeacutetica para reducir asiacute su con-sumo de energiacutea (b) lograr que funcionen a partir de fuentes renovables y (c) que por tanto el uso de esas fuentes no sean perjudiciales para la salud ni para el medio ambiente En este punto puede ser interesante trabajar con algunos datos de consumo de combustible (y su coste) de diferentes turismos elegidos por los escolares Puede resultar de intereacutes explorar queacute avances se estaacuten consiguiendo en cuanto a la optimizacioacuten en el rendimien-to de motores en fase de experimentacioacuten (hay prototipos monoplaza de fibra de carbono que pueden recorrer maacutes de 1000 Km con un soacutelo litro de combustible) Para conocer las uacuteltimas tendencias en el disentildeo de motores cada vez maacutes eficientes yo respetuosos con el medio ambiente se aconseja la consulta en Internet13

En la figura 78 se presenta un mapa conceptual con las ideas baacutesicas que aca-bamos de exponer

iquestCoacutemo planificar la secuencia de aprendizaje sobre el sistema automoacutevil

Las ideas anteriores serviraacuten de referente y guiacutea para planificar una posible secuencia de ensentildeanza En consonancia con el modelo de aprendizaje por in-vestigacioacuten promovido en el proyecto INM (6-12) el estiacutemulo para iniciar a los escolares en el estudio del automoacutevil como sistema tecnoloacutegico evolutivo seraacute el planteamiento de una investigacioacuten en torno a la siguiente pregunta iquestPor queacute los automoacuteviles son como son La buacutesqueda de respuestas a esta cuestioacuten delimitada con la formulacioacuten de subproblemas maacutes concretos posibilitaraacute el acercamiento de los escolares al conocimiento escolar deseable sobre el automoacutevil en su senti-do maacutes amplio a saber el desarrollo de ideas procedimientos destrezas actitu-des y valores demandados para una alfabetizacioacuten cientiacutefico-tecnoloacutegica baacutesica

iquestQueacute investigar sobre el automoacutevil como sistema tecnoloacutegico evolutivo

Como hemos visto en las propuestas anteriores la concrecioacuten de la investiga-cioacuten escolar se realiza mediante el anaacutelisis del problema concreto de la unidad en un conjunto de subproblemas Formulados de un modo sugerente y progresivo

13 Por ejemplo resultan interesantes las direcciones web siguientes httpmotorterraesmotorarticulohtmlmot1800htm httpwwwecoticiascommotor httpwwwecologiablogcom (Consultado el 27032009)

- 143 -


Figu

ra 7

8 M

apa

con

cep

tual

sob

re e

l au

tom

oacutevil

com

o si

stem

a te

cnol

oacutegic

o ev

olu

tivo

Es u

n SI

STEM

A T

ECN

OLOacute

GIC

O

EL A

UTO

MOacute

VIL

RES

TO D

E CO

MPO

NEN

TES

NEC

ESID

AD

ES D

E LA

SO

CIED

AD

EVO

LUCI

OacuteN

Seguacute

n

AVA

NCE

S CI

ENTIacute

FICO

-TE

CNO

LOacuteG

ICO

S

ndash Ec

onoacutem

icas

ndash

De

Segu

rida

d ndash

Med

ioam

bien

tale

s ndash

Soci

ocul

tura

les

ndash Es

teacuteti

cas

ndash hellip

DIN

AacuteM

ICO

Afec

tan

al

Pued

en se

r

MO

TOR

FUEN

TES

DE

ENER

GIacuteA

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Uacutetil

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

REN

DIM

IEN

TO

ENER

GEacuteT

ICO

TRA

NSF

OR

MA

CIOacute

N

ENER

GEacuteT

ICA

Prod

uce

una

PRIN

CIPI

O D

E CO

NSE

RVA

CIOacute

N D

E LA

EN

ERG

IacuteA

Cum

plieacute

ndos

e el

TIEM

PO

A pa

rtir

de

Con

cier

to

MO

DEL

OS

BAacuteSI

COS

ACC

ESO

RIO

S

Se cl

asifi

can

en

ndash Ch

asis

ndash

Susp

ensi

oacuten

ndash Ca

rroc

eriacutea

ndash D

irec

cioacuten

ndash

Tran

smis

ioacuten

ndash

Fren

os

ndash Cl

imat

izad

or

ndash O

rden

ador

de

abor

do

ndash A

irba

g

ndash

Ilum

inac

ioacuten

ndash R

adio

DVD

ndash

hellip

Que

func

iona

con

un

Cuy

os

En e

l

Acor

des c

on

NO

REN

OVA

BLES

REN

OVA

BLES

Pued

en se

r

Se cl

asifi

can

seguacute

n

CAR

ACT

ERIacuteS

TICA

S TEacute

CNIC

AS

UTI

LID

AD

Ex

perim

enta

n

MA

RCA

CO

MER

CIA

L

- 144 -


estos seraacuten los que posibiliten a los escolares avanzar hacia unas conclusiones que daraacuten cuenta del bagaje cognitivo procedimental y actitudinal desarrollado en torno al tema La tabla 79 recoge una coleccioacuten de posibles subproblemas o cuestiones concretas a investigar en relacioacuten con el automoacutevil actual sus antece-sores y sus posibles cambios futuros como sistema tecnoloacutegico evolutivo

bull iquestCoacutemo eran los primeros automoacuteviles de la historia iquestEn queacute se diferencian de los actuales

bull iquestPor queacute se van quedando antiguos unos automoacuteviles y apareciendo otros nuevos

bull iquestLos automoacuteviles actuales son mejores que los antiguos iquestPor queacute

bull iquestQueacute ventajas ha tenido para la sociedad la invencioacuten del automoacutevil iquestY queacute inconvenientes

bull iquestQueacute repercusiones tiene para la salud y el medio ambiente el uso del automoacutevil

bull iquestInfluyen esas repercusiones en la evolucioacuten tecnoloacutegica de los automoacuteviles iquestCoacutemo iquestEn queacute sentido

bull iquestQueacute papel tienen en la seguridad el reposacabezas el cinturoacuten el airbaghellip

bull iquestQueacute factores conducen al cambio en el disentildeo y prestaciones de los nuevos automoacuteviles

bull iquestEn queacute se diferencia el automoacutevil del resto de medios de transporte

bull iquestQueacute tienen en comuacuten todos los automoacuteviles y en queacute se diferencian los diferentes modelos y tipos

bull iquestCuaacuteles son los componentes baacutesicos de un automoacutevil y cuaacuteles son accesorios

bull iquestCoacutemo han ido evolucionando los distintos componentes del automoacutevil a lo largo de la historia iquestQueacute factores han motivado dicha evolucioacuten

bull iquestQueacute componentes permanecen desde la invencioacuten del automoacutevil y cuaacuteles han desaparecido iquestPor queacute

bull iquestCoacutemo funcionan los automoacuteviles Y iquestqueacute necesitan para funcionar

bull iquestQueacute cambiostransformaciones se van produciendo en los automoacuteviles cuando funcionan

bull iquestCoacutemo ha evolucionado el funcionamiento de los automoacuteviles a lo largo de la historia Y iquestqueacute repercusiones ha tenido en la sociedad y en el medio ambiente

bull iquestCoacutemo hacer un buen uso de los automoacuteviles iquestQueacute aspectos se deben tener en cuenta

bull iquestQueacute componentes de un automoacutevil seleccionariacuteas para encargar tu ldquoautomoacutevil idealrdquo

bull iquestCoacutemo seraacuten los automoacuteviles del futuro

Tabla 79 Posibles interrogantes de investigacioacuten sobre el automoacutevil como sistema tecnoloacutegico evolutivo

- 145 -


Loacutegicamente los subproblemas anteriores son soacutelo orientativos tanto en su formulacioacuten como en la cantidad propuesta Lo ideal es que en cada grupo-clase se formulen y seleccionen por los escolares con el apoyo y orientacioacuten del profe-sor y conforme a las caracteriacutesticas propias de cada contexto escolar

iquestCoacutemo utilizar las ideas y experiencias previas de los escolares para abordar la investigacioacuten

Antes de iniciar la investigacioacuten resultaraacute uacutetil conocer queacute ideas y experien-cias tienen los escolares en relacioacuten con este objeto de estudio En este sentido junto a los datos que nos proporcionen los propios escolares de nuestra clase seraacute interesante consultar queacute se dice en la literatura educativa respecto a las ideas y dificultades de aprendizaje sobre el automoacutevil como objeto tecnoloacutegico y en su defecto sobre otros objetos tecnoloacutegicos afines o los que hagan alusioacuten al aprendizaje de las maacutequinas y artefactos en general

Por nuestra parte expondremos como muestra algunas interpretaciones in-tuitivas de los escolares de la uacuteltima etapa de Primaria relativas a las maacutequinas en general ya que no existen muchos datos sobre el pensamiento de estos acerca de los automoacuteviles

Consideran por ejemplo que poseer un motor es un requisito indispensable para que un artefacto sea considerado una maacutequina Asimismo no tienen en cuenta la alimentacioacuten energeacutetica maacutes allaacute de lo directamente perceptible (ldquolle-nar el depoacutesito de gasolinardquo) sin tener en cuenta por lo general los conceptos baacutesicos de conservacioacuten transformacioacuten y degradacioacuten de la energiacutea Ello puede originar dificultades a la hora de entender los procesos energeacuteticos que tienen lugar en el automoacutevil

Asimismo los escolares de estas edades no suelen entender las relaciones compensatorias entre las magnitudes fiacutesicas que intervienen en una maacutequina ni siquiera en el caso de la bicicleta Sin embargo siacute suelen asimilar con relativa sencillez relaciones como ldquomarchas cortas mayor fuerza y menor velocidadrdquo y ldquomarchas largas mayor velocidad y menor fuerzardquo lo que permite abordar aun-que sea de manera somera y cualitativa el concepto de potencia de un motor14 Desde pequentildeos tenemos experiencias en las que comprobamos que cuando un automoacutevil viaja cuesta arriba con una carga pesada es necesaria una marcha maacutes corta (su velocidad seraacute menor) que cuando viaja en llano yo sin mucha

14 La foacutermula que describe la relacioacuten es Potencia = Fuerza x Velocidad Si bien creemos que en este nivel es suficiente con que sea descrita cualitativamente sin necesidad de hacer alusioacuten expliacutecita a dicha foacutermula

- 146 -


carga (podraacute llevar una marcha maacutes larga y por tanto una mayor velocidad) Esto puede ayudar a entender que para una determinada potencia del motor un aumento de la fuerza a desarrollar implica una disminucioacuten de su velocidad maacutexima y viceversa

Los escolares suelen tener multitud de experiencias con automoacuteviles y es pro-bable que tengan ciertos conocimientos teacutecnicos maacutes o menos precisos en rela-cioacuten con eacutestos (cilindrada del motor transmisioacuten suspensioacuten direccioacutenhellip) Sin embargo es menos habitual que conozcan ndasho al menos las destaquen prioritaria-mentendash otras cuestiones relacionadas con el automoacutevil como las interacciones CTS que lleva asociadas Seraacute conveniente pues explorar queacute sabe u opina el alumnado de nuestra clase al respecto

iquestQueacute fases y tareas se pueden proponer para el desarrollo de la investigacioacuten escolar sobre los automoacuteviles


Como hemos adelantado en ejemplos anteriores para llevar a cabo la inves-tigacioacuten escolar se puede comenzar organizando a los escolares en equipos de trabajo Luego se tratariacutea de reflexionar conjuntamente sobre sus ideas y expe-riencias previas en relacioacuten con el objeto de estudio Una primera actividad pue-de ser por tanto que cada grupo trate de dar una respuesta inicial al problema general planteado (iquestPor queacute los automoacuteviles son como son) Mediante la reflexioacuten el intercambio de ideas y opiniones sobre el tema los grupos elaborariacutean por consenso unas conclusiones bajo el tiacutetulo ldquoiquestQueacute sabemos al empezar sobre el au-tomoacutevilrdquo

Tras esas primeras conclusiones de cada equipo se hariacutea una puesta en co-muacuten en clase a fin de conocer las principales dudas dificultades discusiones e inquietudes generadas por el problema planteado De ahiacute puede derivarse una informacioacuten muy rica sobre la demanda de aprendizaje de los escolares respecto al tema con vistas a delimitar y contextualizar la investigacioacuten escolar Tras un reflexioacuten conjunta sobre queacute se pretende con la siguiente actividad cada equipo deberiacutea elaborar una ficha con el tiacutetulo ldquoiquestQueacute es lo que queremos saber sobre el automoacutevilrdquo

Partiendo entonces de las necesidades e intereses de cada equipo se puede organizar la investigacioacuten repartiendo los subproblemas o interrogantes espe-ciacuteficos que se hayan formulado (tabla 79) si bien este reparto no debe eximir a cada equipo de informarse y aprender sobre lo que investiguen los demaacutes En este sentido se deberaacute promover un intercambio permanente y constructivo de

- 147 -


informacioacuten dentro de cada equipo y entre los diferentes grupos dando cuenta de los avances y las conclusiones que se van obteniendo

Pero antes de empezar con las tareas de buacutesqueda es necesario que los equipos cuenten con un plan de trabajo que les ayude a organizar su investigacioacuten Un posible guioacuten para desarrollar ese plan puede ser el siguiente

1 Nombre del equipo2 Interrogantes especiacuteficos a investigar por el equipo3 Organizacioacuten de la buacutesqueda de informacioacuten determinando

ndash Queacute fuentes de informacioacuten seraacuten consultadas ndash Coacutemo se registraraacute la informacioacuten obtenida

4 Tareas de organizacioacuten y discusioacuten de la informacioacuten obtenida con vistas a elaborar unas conclusiones

5 Organizacioacuten y delimitacioacuten del tiempo previsto para cada tarea y de los materiales necesarios

6 Elaboracioacuten de un informe de cada equipo con los procesos seguidos y las conclusiones obtenidas

7 Presentacioacuten del informe al resto de equipos exponiendo una seleccioacuten de lo maacutes relevante incluyendo un resumen con las preguntas respondi-das de forma concluyente y las preguntas sin respuesta concluyente

El desarrollo y concrecioacuten de este plan para cada equipo debe estar orientado en todo momento por el profesor pero respetando siempre el protagonismo del alumnado y promoviendo la responsabilidad en cada equipo

Fase de desarrollo buacutesqueda de informacioacuten y construccioacuten del conocimiento escolar

Con el plan de trabajo definido los equipos indagaraacuten en las fuentes de infor-macioacuten previstas sobre los diferentes subproblemas planteados Durante el pro-ceso de buacutesqueda organizacioacuten y discusioacuten de la informacioacuten el profesor estaraacute a disposicioacuten de los equipos prestaacutendoles toda la ayuda necesaria ante las dudas aclaraciones obstaacuteculos y dificultades que vayan surgiendo

Reservaremos momentos para que cada equipo pueda exponer sus avances al resto de la clase a fin de conocer y debatir sobre lo que cada equipo estaacute con-cluyendo Es importante impulsar y lograr que los equipos se crucen preguntas y argumentaciones asiacute como potenciar la toma de notas o apuntes sobre aquello que resulte uacutetil yo maacutes interesante El profesor tiene un papel relevante en estas actividades como moderador pero tambieacuten aportando valoraciones sobre los

- 148 -


procesos y resultados de cada equipo comentando queacute aspectos han sido bien tratados y cuaacuteles pueden mejorarse y haciendo propuestas al respecto Todo ello con la intencioacuten de que los equipos superen los obstaacuteculos que encuentran y puedan progresar satisfactoriamente en su aprendizaje

Atendiendo a la dimensioacuten manipulativa que caracteriza a la educacioacuten tecno-loacutegica puede proponerse como ya hemos adelantado que los equipos constru-yan en esta fase final un sencillo coche eleacutectrico Ello puede ayudarles a asimilar o entender mejor al automoacutevil como sistema tecnoloacutegico manejando e interco-nectando sus componentes baacutesicos comprobando queacute requisitos son necesarios para que funcione y queacute transformacioacuten energeacutetica tiene lugar reflexionando sobre queacute mejoras se le pueden hacer viendo tambieacuten coacutemo la esteacutetica juega un papel importante en el disentildeo de este producto tecnoloacutegico al intentar que el coche quede lo maacutes bonito posible etc Para su construccioacuten se puede utilizar de referencia un modelo sencillo y asequible para escolares de estas edades como los que se sugieren en algunos sitios web de Internet15

Fase final Elaboracioacuten del informe de investigacioacuten y conclusiones globales

Una vez que han sido abordados en alguna medida los subproblemas selec-cionados han sido expuestos en clase los progresos y primeras conclusiones y han sido sometidos a la criacutetica constructiva del profesor y los demaacutes grupos de investigacioacuten de la clase cada equipo elaborariacutea un informe de investigacioacuten En caso de haber construido alguacuten artefacto en el informe debe aparecer la evalua-cioacuten y pruebas realizadas sobre su funcionamiento asiacute como las mejoras realiza-das sobre el prototipo construido Es importante que los escolares se acostumbren a escribir informes o memorias explicativas de sus experiencias de aprendizaje sobre todo cuando eacutestas tienen lugar en el seno de una investigacioacuten escolar Su elaboracioacuten permite ademaacutes un acercamiento coherente a la actividad cientiacutefi-co-tecnoloacutegica real cuyos resultados y progresos se publican a traveacutes de informes de investigacioacuten En el contexto educativo no obstante la importancia de elabo-rar un informe de investigacioacuten recae principalmente en la ayuda que esta tarea proporciona a los escolares en la compresioacuten y estructuracioacuten de los conceptos y tambieacuten junto a otras capacidades en el desarrollo de la competencia linguumliacutestica

15 Por ejemplo httpwwwprofesnetrep_documentosPDS_Tecnologiacutea2E_Tec_Locos_cacharros_coche_eleacutectricobPDF httpwwwpbsorgsaf1403teachingteach2pdf (en ingleacutes) (Uacuteltima consulta 24032009)

- 149 -


Un esquema baacutesico similar al previsto para planificar la investigacioacuten facili-taraacute a cada equipo la descripcioacuten de las tareas realizadas y la formulacioacuten de las conclusiones de la investigacioacuten junto con las reflexiones derivadas

Los informes de los equipos serviraacuten para extraer conjuntamente las conclu-siones globales sobre el problema general planteado (iquestPor queacute los automoacuteviles son como son) Esto puede materializarse mediante la elaboracioacuten de murales que recojan las principales ideas adquiridas en torno al automoacutevil como sistema tecnoloacutegico evolutivo Asimismo se podriacutea abordar en su caso la elaboracioacuten de un mural que indique el paralelismo que puede establecerse entre la evolucioacuten de una especie animal y la de los automoacuteviles con lo que se contribuiriacutea al es-tablecimiento de muacuteltiples relaciones entre los conocimientos de los escolares una de las caracteriacutesticas definitorias del tipo de conocimiento escolar que quiere promover INM (6-12)

- 151 -

8 ReFeRenCiAS BiBLiOGRAacuteFiCAS

A continuacioacuten presentamos las referencias bibliograacuteficas consultadas para la confeccioacuten de los diferentes capiacutetulos del libro Si bien hemos cuidado no hacer referencia a todas ellas a lo largo de los distintos capiacutetulos a veces se ha visto necesario hacer alusioacuten expliacutecita a algunas por su importancia u oportunidad Cuando una referencia ha aportado informacioacuten para varios capiacutetulos la inclui-mos en la bibliografiacutea de cada uno de ellos Asimismo incluimos otras referen-cias bibliograacuteficas que pueden resultar uacutetiles para obtener informacioacuten relativa a la ensentildeanza y a la investigacioacuten escolar sobre las maacutequinas y artefactos

capiacutetulo 2 iquestpor queacute y para queacute ensentildear las Maacutequinas en educacioacuten priMaria

ACEVEDO JA (1997) iquestQueacute puede aportar la Historia de la Tecnologiacutea a la edu-cacioacuten CTS En R Jimeacutenez y A Wamba (Eds) Avances en la Didaacutectica de las Ciencias Experimentales (pp 287-292) Huelva Servicio de Publicaciones de la Universidad de Huelva

BRONCANO F (2000) Mundos artificiales Filosofiacutea del cambio tecnoloacutegico Meacutexico Paidoacutes

DOVAL L y GAY A (2002) Educacioacuten tecnoloacutegica Finalidad educativa y acerca-miento didaacutectico Buenos Aires Centro Nacional de Educacioacuten Tecnoloacutegica

HARLEN W (2001) The Assessment of Scientific Literacy in the OECDPISA Project Studies in Science Education 36 79-104

ROCARD M CSERMELY P JORDE D LENZEN D WALBERG-HENRIKS-SON H y HEMMO V (2007) Science Education Now A Renewed Pedagogy for the Future of Europe Brussels Directorate General for Research Science Economy and Society

VAN EIJCK M y CLAXTON NX (2009) Rethinking the notion of technology in education Techno-epistemology as a feature inherent to human praxis Sci-ence Education 93(2) 218-232

- 152 -


capiacutetulo 3 iquestqueacute debeMos saber los Maestros sobre Maacutequinas y artefactos para ensentildear sobre eacutestos

CAJAS F (2001) Alfabetizacioacuten cientiacutefica y tecnoloacutegica la transposicioacuten didaacutec-tica del conocimiento tecnoloacutegico Ensentildeanza de las Ciencias 19(2) 243-254

GRUPO INVESTIGACIOacuteN EN LA ESCUELA (GIE) (1991) Proyecto curricular IRES (Doc III y IV) Sevilla Diacuteada

LANCOR R y SCHIEBEL A (2008) Learning Simple Machines through Cross-Age Collaborations Journal of College Science Teaching 37(5) 30-34

PEISAJOVICH B (2005) El enfoque sisteacutemico Una propuesta de trabajo para la ensentildeanza primaria Correo del Maestro 113 Disponible en httpwwwcorreodelmaestrocom [Uacuteltima consulta 120309]

capiacutetulo 4 iquestqueacute conociMientos iniciales suelen tener los aluMnos de priMaria sobre las Maacutequinas y artefactos

BATTERHAM D STANISSTREET M y BOYES E (1996) Kids cars and con-servation childrenrsquos ideas about the environmental impact of motor vehicles International Journal of Science Education 18(3) 347-354

BOYES E y STANISSTREET M (1997) The environmental impact of cars chil-drenrsquos ideas and reasoning Environmental Education Research 3(3) 269-282

CARRASCOSA J (2005) El problema de las concepciones alternativas en la ac-tualidad (parte II) El cambio de concepciones alternativas Revista Eureka sobre Ensentildeanza y Divulgacioacuten de las Ciencias 2(3) 388-402 Disponible en httpwwwapac-eurekaorgrevista [Uacuteltima consulta 08092009]

CRIADO GARCIacuteA-LEGAZ AM GARCIacuteA-CARMONA A CANtildeAL P e ILLES-CAS M (2010) Acerca de los conocimientos iniciales de los escolares de prima-ria sobre las maacutequinas y artefactos Actas de los XXVI Encuentros de Didaacutectica de Ciencias Experimentales (pp 760-766) Baeza (Jaeacuten) Universidad de Jaeacuten Universidad Internacional de Andaluciacutea

DAVIS RS GINNS IS y ROBBIE MC (2002) Elementary School students `Understanding of Technology concepts Journal of Technology Eduaction 14(1) Disponible en httpscholarlibvteduejournalsJTEv14n1davishtml [Uacuteltima consulta 29092009]

DI SESSA A (1993) Towards an epistemology of Physics Cognition amp Instruc-tion 10(2-3) 105-225

DIARIO EL PAIacuteS (2005) El Defensor del Menor de Madrid alerta del uso adictivo del moacutevil entre los adolescentes Edicioacuten PAIacuteSesSociedad (24-05-2005) Con-sultado el 05-10-2009

- 153 -

DRIVER R y WARRINGTON L (1985) Studentsrsquo use of the principle of energy conservation in problem situations Physics Education 20 171-176

DRIVER R GUESNE R y TIBERGHIEN A (1992) Las ideas cientiacuteficas en la infancia Madrid Morata

DUIT R (1984) Learning the energy concept in School-empirical results from the Philippines and West Germany Physics Education 19 59-66

GARCIacuteA-CARMONA A (2006) Interacciones CTS en el aprendizaje del elec-tromagnetismo Una experiencia para el desarrollo de actitudes de respon-sabilidad Investigacioacuten en la Escuela 58 79-91

GARCIacuteA-CARMONA A (2008) Relaciones CTS en la educacioacuten cientiacutefica baacutesi-ca I un anaacutelisis desde los textos escolares en la ensentildeanza baacutesica de la Elec-troacutenica Ensentildeanza de las Ciencias 26(3) 375ndash388

HIERREZUELO J y MONTERO A (1991) La ciencia de los alumnos Su uti-lizacioacuten en Fiacutesica y Quiacutemica Veacutelez-Maacutelaga Elzevir

LHERER R y SCHAULE L (1998) Reasoning about Structure and Function Childrenrsquos Conceptions of Gears Journal of Research in Science Teaching 35(1) 3ndash25

MARIacuteN N y SEGURA LM (1999) Construccioacuten de un cuestionario sobre operadores mecaacutenicos La Didaacutectica de las Ciencias Tendencias actuales A Coruntildea Universidade da Coruntildea Servicio de Publicaciones

METZ K E (1991) Development of Explanation Incremental and Fundamen-tal Change in Childrenacutes Physics Knowledge Journal of Research in Science Teaching 28(9) 785-797

MERCHAacuteN FJ (1993) Propuestas sobre el disentildeo de unidades didaacutecticas ldquoTeacutec-nica y Progreso en el siglo XXrdquo Investigacioacuten en la Escuela 21 73-89

PERALES FJ y CANtildeAL P (2000) Didaacutectica de las Ciencias Experimentales Al-coy Marfil

PIAGET J (1934) La causalidad fiacutesica en el nintildeo Madrid Espasa Calpe PRIETO T BLANCO MA (1997) Las concepciones de los alumnos en didaacutectica

de las Ciencias Maacutelaga Universidad de Maacutelaga RIVET AE y KRAJCIK JS (2004) Achieving standards in urban systemic re-

form an example of a six grade projectndashbased science curriculum Journal of Research in Science Teaching 41(7) 669-692

RODRIacuteGUEZ-MONEO M y APARICIO JJ (2004) Los estudios sobre el cambio conceptual y la ensentildeanza de las Ciencias Educacioacuten Quiacutemica 15(3) 270-280

TUCKNOTT J-M y YORE-L-D (1999) The Effects of Writing Activities on Grade 4 Childrenrsquos Understanding of Simple Machines Inventions and In-ventors Actas del Annual Meeting of the National association for Research in Science Teaching (Boston MA March 28-31 35p)

- 154 -


Webs sobre ideas previas de los alumnos [Uacuteltima consulta 26102009]

AIP (American Institute of Physics) (1998) Childrenrsquos misconceptions about Science ldquoOperation Physicsrdquo elementary-middle school physics education project Disponible en httpwwweskimocom~billbmisconopphyshtml

httpwwwamascicommisconopphyshtml httpwwwxteces~rgraudocumentsdocumentshtm httpideaspreviascinstrumunammx2048 httpwwwproject2061orgesp (Proyecto 2061 cap 15 ldquoResultados de in-

vestigacioacutenrdquo) httpwwwmecescidejspplantillajspid=inv09 (Web de recursos del MEC) httpwwwjuntadeandaluciaesaverroesimpewebportadaEntidadpag=

contenidosBApoyoAlCurriculoPortalesEducativos httpwwwxteces~rgraudocumentsdocumentshtm httpwwwbuenosairesgovorgareaseducacionnivelsprimariaprograma

bepnaturales httpwwwrevista Eureka sobre Ensentildeanza de las Ciencias httpwwwapac-

eurekaorgrevista httpwwwcnequnammxcursos_diplomadosdiplomadosbasicoedu-

cien0607material_didacticoideas_previasvicente_talanquerpdf

capiacutetulo 5 iquestqueacute conociMiento escolar sobre las Maacutequinas y artefactos es prioritario


CANtildeAL P (2000) Las actividades de ensentildeanza Un esquema de clasificacioacuten Investigacioacuten en la Escuela 40 5-21

CANtildeAL P y VILCHES A (2009) El rechazo del desarrollo sostenible iquestuna criacute-tica justificada Ensentildeanza de las Ciencias nuacutemero extra VIII Congreso Ense-ntildeanza de las Ciencias 677-680

CMMAD (Comisioacuten Mundial del Medio Ambiente y del Desarrollo) (1988) Nuestro futuro comuacuten Madrid Alianza

DOMENECH GIL D GRAS A GUISASOLA J MARTIacuteNEZ-TORREGROSA J SALINAS J TRUMPER R Y VALDEacuteS P (2003) La ensentildeanza de la ener-giacutea una propuesta de debate para un replanteamiento global Caderno Brasi-leiro de Ensino de Fiacutesica 20(3) 285-310

- 155 -


ENCICLOPEDIA ENCARTA (edicioacuten 2009) Microsoft CorporationGOMEZ LA y SILVA F (1995) Tecnologiacutea 2 Sistemas teacutecnicos y operadores tec-

noloacutegicos Madrid McGraw HillGONZAacuteLEZ A (2006) El concepto de energiacutea en la ensentildeanza de las ciencias

Revista Iberoamericana de Educacioacuten 382 1-7 Disponible en httpwwwrieoeiorgdeloslectores1184gonzalezpdf [Uacuteltima consulta 02112009]

HERNAacuteNDEZ ABENZA L (1992) Un marco didaacutectico alternativo para la en-sentildeanza de la energiacutea ldquoLa energiacutea y los recursos energeacuteticosrdquo Revista Interuni-versitaria de Formacioacuten del Profesorado 14 47-56

HERNAacuteNDEZ ABENZA HL (1993) Tareas de planificacioacuten del moacutedulo ldquola ener-giacutea y los recursos energeacuteticosrdquo en el marco de la formacioacuten del profesorado En-sentildeanza de las Ciencias 11(3) 247-254

HERNAacuteNDEZ ABENZA L (2002) Secuenciacioacuten de contenidos en el conoci-miento del medio de educacioacuten primaria contenidos sobre ldquomaacutequinas y apa-ratosrdquo Libro de los XX Encuentros de Didaacutectica de las Ciencias Experimentales (pp 88-95) La Laguna Universidad de La Laguna

MACAULAY D y ARDLEY N (1989) iquestCoacutemo funcionan las cosas Barcelona Ciacuterculo de Lectores

MARPEGAacuteN CM MANDOacuteN MJ y PINTOS JC (2009) El placer de ensentildear Tecnologiacutea Madrid Editorial CEP

ZEBROWSKY E (1984) Fiacutesica un enfoque para teacutecnicos Meacutexico McGraw-HillSANTILLANAEL PAIS (2005) La enciclopedia del estudiante 13 Tecnologiacutea e in-

formaacutetica Madrid SantillanaTREJO L M (2000) Recomendaciones recientes sobre la ensentildeanza del tema

energiacutea Meacutexico DF Memorias del XV Congreso Nacional de Termodinaacutemica (pp 332-336)

VARIOS (1997) Tecnologiacutea de 2ordm ESO Madrid SM GONZALO A RODRIGO E y LOacutePEZ A (1998) Tecnologiacutea de 3ordm de ESO Ma-

drid Anaya

Webs educativas dedicacas a algunos aspectos relativos a las maacutequinas y artefactos [uacuteltima consulta 03112009]

httpwwwrecricmuedueducationwebpagegearshtmwwwmicrolognet (web de engranajes)httpwwwprodeleslegoeducacionindexhtm (Lego)httpcentros4pnticmecescpgarcilasodelavega2indexhtml (animacio-nes maacutequinas)

- 156 -


Webs donde se muestran figuras sobre maacutequinas y artefactos [uacuteltima consulta 05112009]

wwwiesmarenostrumcomdepartamentostecnologiamecanesomecanica_basicaoperadoresope_ruedahtm (tipos de ruedas)httpwwwtradidesWebRootStoreShopsTradidProducts05163l05163_1jpg (foto de motor con aspas)httpimagesgoogleesimgresimgurl=httpwwwiesmarenostrumcomdepartamentostecnologia (dibujo de motor de lavadora)httpwwwsysoluteccomblogswp-contentuploads200904motor-300x256jpg (dibujo con fondo turquesa de motor eleacutectrico) (foto de motor eleacutectrico y pila de petaca)httpprofesoresdetecnologiablogspotcom

caacutepitulo 6 iquestqueacute experiencias poner en juego sobre las Maacutequinas y artefactos

AITKEN J y MILLS G (1997) Tecnologiacutea creativa Madrid MEC MorataARTIacuteCULO DE REVISTA (sin firma de autor) (2006) Introduction to exploring

machines Early Childhood Today 20(8) 22 BRYAN R LARODER A TIPPINS D EMAZ M y FOX R (2008) Simple

machines in the community Science and Children 45(7) 38-42CANtildeAL P (2000) Las actividades de ensentildeanza Un esquema de clasificacioacuten

Investigacioacuten en la Escuela 40 5-21CRIADO AM DEL CID R y GARCIacuteA-CARMONA A (2007) La caacutemara os-

cura en la clase de ciencias fundamento y utilidades didaacutecticas Revista Eure-ka sobre Ensentildeanza y Divulgacioacuten de la Ciencia 4(1) 123-140 Disponible en httpwwwapac-eurekaorgrevista [Uacuteltima consulta 05112009]

CLEAVEacuteS J (1991) Physics for every kid New York John Wiley amp Sons IncDOTGER S (2008) Using simple machines to leverage learning Science and

Children 45(7) 22-27GARCIacuteA-CARMONA A y CRIADO A (2007) laquoInvestigar para aprender

aprender para ensentildearraquo Un proyecto orientado a la difusioacuten de conocimiento escolar sobre Ciencia Alambique 52 73-83

GOLDSTYN J (1985 2ordf ed) La pandilla cientiacutefica 66 experimentos faacuteciles Meacutexi-co Alhambra

GOLDSTYN J (1985 2ordf ed) La pandilla cientiacutefica 66 nuevos experimentos Meacutexico Alhambra

- 157 -


HIERREZUELO J (1995) Ciencias de la Naturaleza 1ordm ESO Comentarios Torre del Mar Maacutelaga Elzevir



NORBURY JW (2006) Working with Simple Machines Physics Education 41(6) 546-550

OLIVA JM MATOS J BUENO E BONAT M DOMIacuteNGUEZ J VAacuteZQUEZ A y ACEVEDO JA (2004) Las exposiciones cientiacuteficas escolares y su contri-bucioacuten en el aacutembito afectivo de los alumnos participantes Ensentildeanza de las Ciencias 22(3) 425-440

VAN ZEE EH HAMMER D BELL M ROY P y JENNIFER P (2005) Lear-ning and teaching science as inquiry A case study of elementary school tea-chersrsquo investigations of light Science Education 89 1007-1042

direcciones Web para acceder a viacutedeos sobre el ldquoKugelbahnrdquo

Un mecanismo que ofrece la posibilidad de conocer principios baacutesicos de la fiacutesica a traveacutes del recorrido de una bola por laberintos disentildeados con poleas pis-tones engranajes planos inclinados tornillos de Arquiacutemedes etc

httpwwwyoutubecomwatchv=HLH34kYG9Xo (viacutedeo que ilustra el re-corrido por un Kugelbahn)httpwwwyoutubecomwatchv=V7pwGNADDc8 (viacutedeo que ilustra coacutemo se puede construir un Kugelbahn en la escuela primaria)

- 158 -


caacutepitulo 7 ejeMplos de unidades didaacutecticas investigadoras sobre las Maacutequi-nas y artefactos



CANtildeAL P (2007) La investigacioacuten escolar hoy Alambique 52 9-19CASTRO C (2009) ldquoLlega el coche eleacutectrico iquestDoacutende lo enchufamosrdquo Diario El

Paiacutes (Edicioacuten digital 04032009) disponible en httpwwwelpaiscomso-ciedad (Consultado el 180309)

CALVANI P (1988) Juegos cientiacuteficos Madrid PiraacutemideCRIADO AM DEL CID R y GARCIacuteA-CARMONA A (2006) La caacutemara os-

cura en la clase de Ciencias El tamantildeo de la imagen XXII Encuentros de didaacutec-tica de las Ciencias Experimentales Zaragoza

CRIADO AM DEL CID R y GARCIacuteA-CARMONA A (2007) La caacutemara os-cura en la clase de ciencias fundamento y utilidades didaacutecticas Revista Eure-ka sobre Ensentildeanza y Divulgacioacuten de la Ciencia 4(1) 123-140 Disponible en httpwwwapac-eurekaorgrevista

GARCIacuteA-CARMONA A y CRIADO A M (2009) ldquoiquestPor queacute los automoacuteviles son como sonrdquo La evolucioacuten de un sistema tecnoloacutegico Alambique 62 92-106

HANN J (1991) Los amantes de la Ciencia Barcelona BlumeHEWSON PW BEETH ME y THORELY NR (2003) Teaching for concep-

tual change International Handbook of Science Education II Dordrecht The Netherlands Kluwer Academic Publishers

HEYWOOD D (2005) Primary Trainee Teachersrsquo Learning and Teaching about Light Some pedagogic implications for initial teacher training International Journal of Science Education 27(12) 1447-1475

JIMEacuteNEZ-ALEIXANDRE MP (1992) Thinking about theories or thinking with theories A classroom study with natural selection International Journal of Science Education 14 51-61


MEYER K y WOODRUFF E (1997) Consensually driven explanation in sci-ence teaching Science Education 81 173-194

- 159 -


PARENTE P (2005) Lego pinhole camera Disponible en httpwwwcsuncedu~parenteigvhw1parente_hw1html (Uacuteltima consulta 23-05 2006)

SERIE DE CIENCIA RECREATIVA ldquoEL MUNDO DE BEAKMANrdquo (Beakmanacutes World Directed by Jay Dubin Executive producer Mark Waxman Produced by Robert Heath) emitida a finales de los 90 en el programa ldquoEl club de las ideasrdquo de la cadena televisiva andaluza Canal Sur y que posteriormente fue emitida en el programa ldquoCuatrosferardquo de la cadena Cuatro

VEGA JL (1980) (Coord) El libro del automoacutevil Madrid Selecciones del Readeracutes Digest (Iberia) SA














Ana


Antonio

Iacute n d i C e

inTROdUCCiOacuten 9



















- 9 -

inTROdUCCiOacuten




- 10 -







- 11 -






- 12 -












- 13 -















- 15 -





- 16 -


















- 17 -


















la salud


- 18 -





- 19 -







- 20 -







- 21 -




















- 22 -










ciales


- 23 -







- 24 -







- 25 -








COMPONENTES

INTERACCIONES

ORGANIZACIOacuteN

CAMBIOS

MAacuteQUINA

- 26 -


MAacute

QU

INA

S

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

SIST

EMA

S D

E M

AacuteQ

UIN

AS

PRO

DU

CTO

S EN

SER

IE

Med

iant

e un

C

AD

ENA

S D

E M

ON

TAJE

C

OM

PLEJ

AS

SIM

PLES

FAacuteB

RIC

AS

Y

TALL

ERES

CO

OR

DIN

AC

IOacuteN

DE

REC

UR

SOS

HU

MA

NO

S

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

1er G

eacutener

o

Con

stitu

yen

2ordm G

eacutener

o 3e

r Geacuten

ero

Com

bina

cioacuten

Pole

as

Son

una

De

Torn

illo

Pa

lanc

a

Pinz

as

Tije

ras

Com

o

Car

reti

lla

Com

o

Com

o

Se o

rgan

izan

en

Perm

iten

fabr

icar

Com

o

Req

uier

en la

GR

AD

O D

E C

OM

PLEJ

IDA

D

Aut

omoacutev

il

Com

o

Pued

en se

r

AU

TOM

AacuteTI

CO

MA

NU

AL

Pued

e se

r

Coo

rdin

an su

Man

ivel

a

Cir

cuit

o el

ectr

oacutenic

o

Com

o

Com

o

Pued

e se

r

TEC

NO

LOG

IacuteA

EMPL

EAD

A

Com

o

Teacuterm

icas

Mec

aacutenic

as

Elec

troacuten

icas

Elec

trom

agneacute

tica

s

Pued

en se

r

Se o

rden

an se

guacuten

Oacutep

tica

s

Figu

ra 3

2 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as s

eguacute

n s

u n

ivel

de

orga

niz

acioacute

n

- 27 -







- 28 -









- 29 -


Figu

ra 3

3 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s co

mp

onen

tes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Son

FUN

CIO

NES

MEC

AN

ISM

O

ESFU

ERZ

O

FIacuteSI

CO

M

OTO

RES

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Med

iant

e

Teacuterm

icos

Elec

troacuten

icos

Mec

aacutenic

os

De

las

- So

port

e -

Con

exioacute

n -

Org

aniz

acioacute

n -

Prot

ecci

oacuten

- Se

guri

dad

hellip

ndash Er

gono

miacutea

ndash

Esteacute

tica

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Tran

sform

a la

Prop

orci

onan

la

Act

ivan

su

CH

ASI

S

OPE

RA

DO

RES

Con

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA E

XTE

RN

A

Perm

ite re

aliz

ar la

s

De

las

Son

en siacute

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

Proc

ede

de u

na

ESTR

UC

TUR

A

Con

stan

de

Es c

oord

inad

o po

r un

De

las

Su fu

ncioacute

n es

de

Del

Com

pone

n el

Elec

trom

agneacute

tico

s

Term

oacutemet

ro

Mue

lle

LED

Inte

rrup

tor

Pued

en se

r

Com

o

Oacutep

tico

s Le

nte

Empl

ean

(a

lgun

as d

e el

las)

D

IVER

SAS

MA

TER

IAS

PRIM

AS

MAacute

QU

INA

S

Sobr

e la

s que

re

aliz

an

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

Com

o

Com

o

Com

o Com

o

- 30 -








- 31 -






- 32 -




interacciones




- 33 -


Figu

ra 3

6 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s in

tera

ccio

nes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

MAacute

QU

INA

S

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

ERG

EacuteTIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

M

AG

NIT

UD

ES F

IacuteSIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

M

ATE

RIA

LES

(QU

IacuteMIC

AS)

Son

Mec

aacutenic

a

Elec

trom

agneacute

tica

Teacuterm

ica

R

eacc

ione

s de

co

mbu

stioacute

n

Med

iant

e

- D

imen

sion

es

- Fu

erza

-

Vel

ocid

ad

- M

omen

tos l

inea

l y a

ngul

ar

- Te

mpe

ratu

ra

- R

esis

tenc

ia

hellip

Com

o

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Tra

nsfo

rmad

a (Uacutetil)

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

Mot

ores

de

com

bust

ioacuten

exte

rna

o in

tern

a

Com

o

Tiem

po

Esfu

erzo

s TA

REA

S

Sirv

en p

ara

Efic

ienc

ia

Prec

isioacute

n

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA

EXTE

RN

A

A p

artir

de

Opt

imiz

ando

Pued

en p

rodu

cir

Cum

plieacute

ndos

e qu

e

REN

DIM

IEN

TO E

NER

GEacuteT

ICO

Con

cie

rto

Com

odid

ad

Rea

lizar

OB

JETO

S

SUST

AN

CIA

S

FEN

OacuteM

ENO

S E

TC

Gen

erar

- 34 -







- 35 -





Cambios





- 36 -




MAacuteQUINAS




Son




COMPONENTES

Debido al

De sus

Que

Seguacuten



hellip

DINAacuteMICOS


VIDA UacuteTIL

TIEMPO LIMITADO

Tienen

De

DESGASTE

Cuyo


De las




CHIP ELECTRONICO


Han originado Como



Gracias a

Sufren


ENERGIacuteA

Producen





- 37 -







- 38 -




con el entorno



- 39 -








cada una


- 40 -











- 41 -





- 42 -







- 43 -










- 44 -






- 45 -













- 46 -








- 47 -








- 48 -













- 49 -





- 50 -







- 51 -






- 52 -








- 53 -












- 55 -




- 56 -











nible y solidario



- 57 -








- 58 -



PROBLEMAS GENERALES

















- 59 -



















- 60 -













- 61 -






- 62 -















- 63 -













- 64 -





PRECISIOacuteN (4)

ESTRUCTURA (6)

VELOCIDAD (11)

MOTOR (10)


CHASIS (7)

ENERGIacuteA (14)

SIMPLE (20)


COMPLEJA (27)



puede ser

u

con


obteniendo

puede tener

funciona con

MECANISMO (8)

que componen el

coordinado por

como

consta de



CALOR (31)

TEMPERATURA (32)



FAacuteBRICA (33)


SALUD (36)

SOSTENIBILIDAD (37)


con cierto

produciendo

mediante

desarrolla


debiendo evitar

desarrolla


y cambios en la


debiendo procurar



de distintos


HERRAMIENTA (26)

RUEDA (23)

ENGRANJE (25)

POLEA (24)

con




puede ser


puede ser

puede ser

procedente de


- 65 -













- 66 -









- 67 -














- 68 -











- 69 -



estructura (6)




Chasis4 (7)




Mecanismo (8)





- 70 -










Fuerza (13)






- 71 -




Precisioacuten (4)




Velocidad (11)








- 72 -


Potencia (29)




Trabajo (30)




Temperatura (32)




Calor (31)



- 73 -



Palanca (21)





- 74 -



Rampa (22)



- 75 -




Ruedandasheje (23)




Polea (24)



- 76 -







engranaje (25)




Herramienta (26)



- 77 -



Motor (10)








Faacutebrica (33)




- 78 -











- 79 -


Salud (36)




Sostenibilidad (37)







- 80 -











- 81 -







- 82 -








- 83 -








Fsobre el eje

middot deje

= F periferia

middot dperiferia

- 84 -






R1(periferia rueda)


R2( sobre eje)

Figura 54


F

1 middot R

1 = F

2 middot R

2





- 85 -


Figura 55


1 y w



R1 middot w

1 = R

2middot w

2



13

FMOTORA13

FDE13 CARGA13

- 86 -











- 87 -













- 88 -





- 89 -







- 90 -













- 91 -









- 92 -











- 93 -




- 94 -














1experiencia

- 95 -












2experiencia

- 96 -
















3experiencia

- 97 -







13

13 13

13 13



4experiencia


13 13 13 13 13 13 13 f = 13 60 -13 13 13 13 13 813 13 13 0cm13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13

13 13 13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

13 13

h13 ge13 50cm13

13 13

- 98 -


















- 99 -




Materiales


desarrollo











5experiencia

- 100 -











6experiencia

- 101 -











sea de juguete

7experiencia

- 102 -














8experiencia

- 103 -















9experiencia


- 104 -















10experiencia

- 105 -











11experiencia


- 106 -
















12experiencia

- 107 -













13experiencia


- 108 -



















14experiencia

- 109 -





















15experiencia

- 110 -



















16experiencia

- 111 -



















17experiencia


- 112 -




















18experiencia

- 113 -



- 115 -







- 116 -


ciclo
















- 117 -








- 118 -












- 119 -















- 120 -







- 121 -








- 122 -





6 6







- 123 -


6 1
















- 124 -










- 125 -








- 126 -

















- 127 -

















- 128 -











- 129 -







- 130 -











- 131 -










- 132 -










- 133 -











- 134 -













- 135 -










- 136 -








imaacutegenes






- 137 -
















- 138 -







Motor






delante




sisteMa de arranque




coMbustible








de acero


hidroneumaacutetica

- 139 -


carroceriacutea



forMa




caMbio de Marchas






consuMo



autoMatisMo
















- 140 -








- 141 -





- 142 -









- 143 -


Figu

ra 7

8 M

apa

con

cep

tual

sob

re e

l au

tom

oacutevil

com

o si

stem

a te

cnol

oacutegic

o ev

olu

tivo

Es u

n SI

STEM

A T

ECN

OLOacute

GIC

O

EL A

UTO

MOacute

VIL

RES

TO D

E CO

MPO

NEN

TES

NEC

ESID

AD

ES D

E LA

SO

CIED

AD

EVO

LUCI

OacuteN

Seguacute

n

AVA

NCE

S CI

ENTIacute

FICO

-TE

CNO

LOacuteG

ICO

S

ndash Ec

onoacutem

icas

ndash

De

Segu

rida

d ndash

Med

ioam

bien

tale

s ndash

Soci

ocul

tura

les

ndash Es

teacuteti

cas

ndash hellip

DIN

AacuteM

ICO

Afec

tan

al

Pued

en se

r

MO

TOR

FUEN

TES

DE

ENER

GIacuteA

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Uacutetil

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

REN

DIM

IEN

TO

ENER

GEacuteT

ICO

TRA

NSF

OR

MA

CIOacute

N

ENER

GEacuteT

ICA

Prod

uce

una

PRIN

CIPI

O D

E CO

NSE

RVA

CIOacute

N D

E LA

EN

ERG

IacuteA

Cum

plieacute

ndos

e el

TIEM

PO

A pa

rtir

de

Con

cier

to

MO

DEL

OS

BAacuteSI

COS

ACC

ESO

RIO

S

Se cl

asifi

can

en

ndash Ch

asis

ndash

Susp

ensi

oacuten

ndash Ca

rroc

eriacutea

ndash D

irec

cioacuten

ndash

Tran

smis

ioacuten

ndash

Fren

os

ndash Cl

imat

izad

or

ndash O

rden

ador

de

abor

do

ndash A

irba

g

ndash

Ilum

inac

ioacuten

ndash R

adio

DVD

ndash

hellip

Que

func

iona

con

un

Cuy

os

En e

l

Acor

des c

on

NO

REN

OVA

BLES

REN

OVA

BLES

Pued

en se

r

Se cl

asifi

can

seguacute

n

CAR

ACT

ERIacuteS

TICA

S TEacute

CNIC

AS

UTI

LID

AD

Ex

perim

enta

n

MA

RCA

CO

MER

CIA

L

- 144 -























- 145 -









- 146 -









- 147 -














- 148 -







- 149 -




- 151 -










- 152 -















- 153 -

















- 154 -
















- 155 -














drid Anaya



- 156 -















- 157 -











- 158 -

















- 159 -





Iacute n d i C e

inTROdUCCiOacuten 9



















- 9 -

inTROdUCCiOacuten




- 10 -







- 11 -






- 12 -












- 13 -















- 15 -





- 16 -


















- 17 -


















la salud


- 18 -





- 19 -







- 20 -







- 21 -




















- 22 -










ciales


- 23 -







- 24 -







- 25 -








COMPONENTES

INTERACCIONES

ORGANIZACIOacuteN

CAMBIOS

MAacuteQUINA

- 26 -


MAacute

QU

INA

S

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

SIST

EMA

S D

E M

AacuteQ

UIN

AS

PRO

DU

CTO

S EN

SER

IE

Med

iant

e un

C

AD

ENA

S D

E M

ON

TAJE

C

OM

PLEJ

AS

SIM

PLES

FAacuteB

RIC

AS

Y

TALL

ERES

CO

OR

DIN

AC

IOacuteN

DE

REC

UR

SOS

HU

MA

NO

S

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

1er G

eacutener

o

Con

stitu

yen

2ordm G

eacutener

o 3e

r Geacuten

ero

Com

bina

cioacuten

Pole

as

Son

una

De

Torn

illo

Pa

lanc

a

Pinz

as

Tije

ras

Com

o

Car

reti

lla

Com

o

Com

o

Se o

rgan

izan

en

Perm

iten

fabr

icar

Com

o

Req

uier

en la

GR

AD

O D

E C

OM

PLEJ

IDA

D

Aut

omoacutev

il

Com

o

Pued

en se

r

AU

TOM

AacuteTI

CO

MA

NU

AL

Pued

e se

r

Coo

rdin

an su

Man

ivel

a

Cir

cuit

o el

ectr

oacutenic

o

Com

o

Com

o

Pued

e se

r

TEC

NO

LOG

IacuteA

EMPL

EAD

A

Com

o

Teacuterm

icas

Mec

aacutenic

as

Elec

troacuten

icas

Elec

trom

agneacute

tica

s

Pued

en se

r

Se o

rden

an se

guacuten

Oacutep

tica

s

Figu

ra 3

2 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as s

eguacute

n s

u n

ivel

de

orga

niz

acioacute

n

- 27 -







- 28 -









- 29 -


Figu

ra 3

3 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s co

mp

onen

tes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Son

FUN

CIO

NES

MEC

AN

ISM

O

ESFU

ERZ

O

FIacuteSI

CO

M

OTO

RES

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Med

iant

e

Teacuterm

icos

Elec

troacuten

icos

Mec

aacutenic

os

De

las

- So

port

e -

Con

exioacute

n -

Org

aniz

acioacute

n -

Prot

ecci

oacuten

- Se

guri

dad

hellip

ndash Er

gono

miacutea

ndash

Esteacute

tica

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Tran

sform

a la

Prop

orci

onan

la

Act

ivan

su

CH

ASI

S

OPE

RA

DO

RES

Con

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA E

XTE

RN

A

Perm

ite re

aliz

ar la

s

De

las

Son

en siacute

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

Proc

ede

de u

na

ESTR

UC

TUR

A

Con

stan

de

Es c

oord

inad

o po

r un

De

las

Su fu

ncioacute

n es

de

Del

Com

pone

n el

Elec

trom

agneacute

tico

s

Term

oacutemet

ro

Mue

lle

LED

Inte

rrup

tor

Pued

en se

r

Com

o

Oacutep

tico

s Le

nte

Empl

ean

(a

lgun

as d

e el

las)

D

IVER

SAS

MA

TER

IAS

PRIM

AS

MAacute

QU

INA

S

Sobr

e la

s que

re

aliz

an

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

Com

o

Com

o

Com

o Com

o

- 30 -








- 31 -






- 32 -




interacciones




- 33 -


Figu

ra 3

6 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s in

tera

ccio

nes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

MAacute

QU

INA

S

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

ERG

EacuteTIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

M

AG

NIT

UD

ES F

IacuteSIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

M

ATE

RIA

LES

(QU

IacuteMIC

AS)

Son

Mec

aacutenic

a

Elec

trom

agneacute

tica

Teacuterm

ica

R

eacc

ione

s de

co

mbu

stioacute

n

Med

iant

e

- D

imen

sion

es

- Fu

erza

-

Vel

ocid

ad

- M

omen

tos l

inea

l y a

ngul

ar

- Te

mpe

ratu

ra

- R

esis

tenc

ia

hellip

Com

o

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Tra

nsfo

rmad

a (Uacutetil)

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

Mot

ores

de

com

bust

ioacuten

exte

rna

o in

tern

a

Com

o

Tiem

po

Esfu

erzo

s TA

REA

S

Sirv

en p

ara

Efic

ienc

ia

Prec

isioacute

n

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA

EXTE

RN

A

A p

artir

de

Opt

imiz

ando

Pued

en p

rodu

cir

Cum

plieacute

ndos

e qu

e

REN

DIM

IEN

TO E

NER

GEacuteT

ICO

Con

cie

rto

Com

odid

ad

Rea

lizar

OB

JETO

S

SUST

AN

CIA

S

FEN

OacuteM

ENO

S E

TC

Gen

erar

- 34 -







- 35 -





Cambios





- 36 -




MAacuteQUINAS




Son




COMPONENTES

Debido al

De sus

Que

Seguacuten



hellip

DINAacuteMICOS


VIDA UacuteTIL

TIEMPO LIMITADO

Tienen

De

DESGASTE

Cuyo


De las




CHIP ELECTRONICO


Han originado Como



Gracias a

Sufren


ENERGIacuteA

Producen





- 37 -







- 38 -




con el entorno



- 39 -








cada una


- 40 -











- 41 -





- 42 -







- 43 -










- 44 -






- 45 -













- 46 -








- 47 -








- 48 -













- 49 -





- 50 -







- 51 -






- 52 -








- 53 -












- 55 -




- 56 -











nible y solidario



- 57 -








- 58 -



PROBLEMAS GENERALES

















- 59 -



















- 60 -













- 61 -






- 62 -















- 63 -













- 64 -





PRECISIOacuteN (4)

ESTRUCTURA (6)

VELOCIDAD (11)

MOTOR (10)


CHASIS (7)

ENERGIacuteA (14)

SIMPLE (20)


COMPLEJA (27)



puede ser

u

con


obteniendo

puede tener

funciona con

MECANISMO (8)

que componen el

coordinado por

como

consta de



CALOR (31)

TEMPERATURA (32)



FAacuteBRICA (33)


SALUD (36)

SOSTENIBILIDAD (37)


con cierto

produciendo

mediante

desarrolla


debiendo evitar

desarrolla


y cambios en la


debiendo procurar



de distintos


HERRAMIENTA (26)

RUEDA (23)

ENGRANJE (25)

POLEA (24)

con




puede ser


puede ser

puede ser

procedente de


- 65 -













- 66 -









- 67 -














- 68 -











- 69 -



estructura (6)




Chasis4 (7)




Mecanismo (8)





- 70 -










Fuerza (13)






- 71 -




Precisioacuten (4)




Velocidad (11)








- 72 -


Potencia (29)




Trabajo (30)




Temperatura (32)




Calor (31)



- 73 -



Palanca (21)





- 74 -



Rampa (22)



- 75 -




Ruedandasheje (23)




Polea (24)



- 76 -







engranaje (25)




Herramienta (26)



- 77 -



Motor (10)








Faacutebrica (33)




- 78 -











- 79 -


Salud (36)




Sostenibilidad (37)







- 80 -











- 81 -







- 82 -








- 83 -








Fsobre el eje

middot deje

= F periferia

middot dperiferia

- 84 -






R1(periferia rueda)


R2( sobre eje)

Figura 54


F

1 middot R

1 = F

2 middot R

2





- 85 -


Figura 55


1 y w



R1 middot w

1 = R

2middot w

2



13

FMOTORA13

FDE13 CARGA13

- 86 -











- 87 -













- 88 -





- 89 -







- 90 -













- 91 -









- 92 -











- 93 -




- 94 -














1experiencia

- 95 -












2experiencia

- 96 -
















3experiencia

- 97 -







13

13 13

13 13



4experiencia


13 13 13 13 13 13 13 f = 13 60 -13 13 13 13 13 813 13 13 0cm13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13

13 13 13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

13 13

h13 ge13 50cm13

13 13

- 98 -


















- 99 -




Materiales


desarrollo











5experiencia

- 100 -











6experiencia

- 101 -











sea de juguete

7experiencia

- 102 -














8experiencia

- 103 -















9experiencia


- 104 -















10experiencia

- 105 -











11experiencia


- 106 -
















12experiencia

- 107 -













13experiencia


- 108 -



















14experiencia

- 109 -





















15experiencia

- 110 -



















16experiencia

- 111 -



















17experiencia


- 112 -




















18experiencia

- 113 -



- 115 -







- 116 -


ciclo
















- 117 -








- 118 -












- 119 -















- 120 -







- 121 -








- 122 -





6 6







- 123 -


6 1
















- 124 -










- 125 -








- 126 -

















- 127 -

















- 128 -











- 129 -







- 130 -











- 131 -










- 132 -










- 133 -











- 134 -













- 135 -










- 136 -








imaacutegenes






- 137 -
















- 138 -







Motor






delante




sisteMa de arranque




coMbustible








de acero


hidroneumaacutetica

- 139 -


carroceriacutea



forMa




caMbio de Marchas






consuMo



autoMatisMo
















- 140 -








- 141 -





- 142 -









- 143 -


Figu

ra 7

8 M

apa

con

cep

tual

sob

re e

l au

tom

oacutevil

com

o si

stem

a te

cnol

oacutegic

o ev

olu

tivo

Es u

n SI

STEM

A T

ECN

OLOacute

GIC

O

EL A

UTO

MOacute

VIL

RES

TO D

E CO

MPO

NEN

TES

NEC

ESID

AD

ES D

E LA

SO

CIED

AD

EVO

LUCI

OacuteN

Seguacute

n

AVA

NCE

S CI

ENTIacute

FICO

-TE

CNO

LOacuteG

ICO

S

ndash Ec

onoacutem

icas

ndash

De

Segu

rida

d ndash

Med

ioam

bien

tale

s ndash

Soci

ocul

tura

les

ndash Es

teacuteti

cas

ndash hellip

DIN

AacuteM

ICO

Afec

tan

al

Pued

en se

r

MO

TOR

FUEN

TES

DE

ENER

GIacuteA

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Uacutetil

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

REN

DIM

IEN

TO

ENER

GEacuteT

ICO

TRA

NSF

OR

MA

CIOacute

N

ENER

GEacuteT

ICA

Prod

uce

una

PRIN

CIPI

O D

E CO

NSE

RVA

CIOacute

N D

E LA

EN

ERG

IacuteA

Cum

plieacute

ndos

e el

TIEM

PO

A pa

rtir

de

Con

cier

to

MO

DEL

OS

BAacuteSI

COS

ACC

ESO

RIO

S

Se cl

asifi

can

en

ndash Ch

asis

ndash

Susp

ensi

oacuten

ndash Ca

rroc

eriacutea

ndash D

irec

cioacuten

ndash

Tran

smis

ioacuten

ndash

Fren

os

ndash Cl

imat

izad

or

ndash O

rden

ador

de

abor

do

ndash A

irba

g

ndash

Ilum

inac

ioacuten

ndash R

adio

DVD

ndash

hellip

Que

func

iona

con

un

Cuy

os

En e

l

Acor

des c

on

NO

REN

OVA

BLES

REN

OVA

BLES

Pued

en se

r

Se cl

asifi

can

seguacute

n

CAR

ACT

ERIacuteS

TICA

S TEacute

CNIC

AS

UTI

LID

AD

Ex

perim

enta

n

MA

RCA

CO

MER

CIA

L

- 144 -























- 145 -









- 146 -









- 147 -














- 148 -







- 149 -




- 151 -










- 152 -















- 153 -

















- 154 -
















- 155 -














drid Anaya



- 156 -















- 157 -











- 158 -

















- 159 -












- 9 -

inTROdUCCiOacuten




- 10 -







- 11 -






- 12 -












- 13 -















- 15 -





- 16 -


















- 17 -


















la salud


- 18 -





- 19 -







- 20 -







- 21 -




















- 22 -










ciales


- 23 -







- 24 -







- 25 -








COMPONENTES

INTERACCIONES

ORGANIZACIOacuteN

CAMBIOS

MAacuteQUINA

- 26 -


MAacute

QU

INA

S

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

SIST

EMA

S D

E M

AacuteQ

UIN

AS

PRO

DU

CTO

S EN

SER

IE

Med

iant

e un

C

AD

ENA

S D

E M

ON

TAJE

C

OM

PLEJ

AS

SIM

PLES

FAacuteB

RIC

AS

Y

TALL

ERES

CO

OR

DIN

AC

IOacuteN

DE

REC

UR

SOS

HU

MA

NO

S

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

1er G

eacutener

o

Con

stitu

yen

2ordm G

eacutener

o 3e

r Geacuten

ero

Com

bina

cioacuten

Pole

as

Son

una

De

Torn

illo

Pa

lanc

a

Pinz

as

Tije

ras

Com

o

Car

reti

lla

Com

o

Com

o

Se o

rgan

izan

en

Perm

iten

fabr

icar

Com

o

Req

uier

en la

GR

AD

O D

E C

OM

PLEJ

IDA

D

Aut

omoacutev

il

Com

o

Pued

en se

r

AU

TOM

AacuteTI

CO

MA

NU

AL

Pued

e se

r

Coo

rdin

an su

Man

ivel

a

Cir

cuit

o el

ectr

oacutenic

o

Com

o

Com

o

Pued

e se

r

TEC

NO

LOG

IacuteA

EMPL

EAD

A

Com

o

Teacuterm

icas

Mec

aacutenic

as

Elec

troacuten

icas

Elec

trom

agneacute

tica

s

Pued

en se

r

Se o

rden

an se

guacuten

Oacutep

tica

s

Figu

ra 3

2 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as s

eguacute

n s

u n

ivel

de

orga

niz

acioacute

n

- 27 -







- 28 -









- 29 -


Figu

ra 3

3 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s co

mp

onen

tes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

FUN

CIO

NA

MIE

NTO

Son

FUN

CIO

NES

MEC

AN

ISM

O

ESFU

ERZ

O

FIacuteSI

CO

M

OTO

RES

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Med

iant

e

Teacuterm

icos

Elec

troacuten

icos

Mec

aacutenic

os

De

las

- So

port

e -

Con

exioacute

n -

Org

aniz

acioacute

n -

Prot

ecci

oacuten

- Se

guri

dad

hellip

ndash Er

gono

miacutea

ndash

Esteacute

tica

ENER

GIacuteA

DE

AC

CIO

NA

MIE

NTO

Tran

sform

a la

Prop

orci

onan

la

Act

ivan

su

CH

ASI

S

OPE

RA

DO

RES

Con

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA E

XTE

RN

A

Perm

ite re

aliz

ar la

s

De

las

Son

en siacute

SIST

EMA

DE

CO

NTR

OL

Proc

ede

de u

na

ESTR

UC

TUR

A

Con

stan

de

Es c

oord

inad

o po

r un

De

las

Su fu

ncioacute

n es

de

Del

Com

pone

n el

Elec

trom

agneacute

tico

s

Term

oacutemet

ro

Mue

lle

LED

Inte

rrup

tor

Pued

en se

r

Com

o

Oacutep

tico

s Le

nte

Empl

ean

(a

lgun

as d

e el

las)

D

IVER

SAS

MA

TER

IAS

PRIM

AS

MAacute

QU

INA

S

Sobr

e la

s que

re

aliz

an

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

Com

o

Com

o

Com

o Com

o

- 30 -








- 31 -






- 32 -




interacciones




- 33 -


Figu

ra 3

6 E

nfo

que

sist

eacutemic

o de

las

maacuteq

uin

as d

esde

la p

ersp

ecti

va d

e su

s in

tera

ccio

nes

SIST

EMA

S TE

CN

OLOacute

GIC

OS

MAacute

QU

INA

S

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

ERG

EacuteTIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

EN

M

AG

NIT

UD

ES F

IacuteSIC

AS

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NES

M

ATE

RIA

LES

(QU

IacuteMIC

AS)

Son

Mec

aacutenic

a

Elec

trom

agneacute

tica

Teacuterm

ica

R

eacc

ione

s de

co

mbu

stioacute

n

Med

iant

e

- D

imen

sion

es

- Fu

erza

-

Vel

ocid

ad

- M

omen

tos l

inea

l y a

ngul

ar

- Te

mpe

ratu

ra

- R

esis

tenc

ia

hellip

Com

o

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Tra

nsfo

rmad

a (Uacutetil)

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

Mot

ores

de

com

bust

ioacuten

exte

rna

o in

tern

a

Com

o

Tiem

po

Esfu

erzo

s TA

REA

S

Sirv

en p

ara

Efic

ienc

ia

Prec

isioacute

n

FUEN

TE D

E EN

ERG

IacuteA

EXTE

RN

A

A p

artir

de

Opt

imiz

ando

Pued

en p

rodu

cir

Cum

plieacute

ndos

e qu

e

REN

DIM

IEN

TO E

NER

GEacuteT

ICO

Con

cie

rto

Com

odid

ad

Rea

lizar

OB

JETO

S

SUST

AN

CIA

S

FEN

OacuteM

ENO

S E

TC

Gen

erar

- 34 -







- 35 -





Cambios





- 36 -




MAacuteQUINAS




Son




COMPONENTES

Debido al

De sus

Que

Seguacuten



hellip

DINAacuteMICOS


VIDA UacuteTIL

TIEMPO LIMITADO

Tienen

De

DESGASTE

Cuyo


De las




CHIP ELECTRONICO


Han originado Como



Gracias a

Sufren


ENERGIacuteA

Producen





- 37 -







- 38 -




con el entorno



- 39 -








cada una


- 40 -











- 41 -





- 42 -







- 43 -










- 44 -






- 45 -













- 46 -








- 47 -








- 48 -













- 49 -





- 50 -







- 51 -






- 52 -








- 53 -












- 55 -




- 56 -











nible y solidario



- 57 -








- 58 -



PROBLEMAS GENERALES

















- 59 -



















- 60 -













- 61 -






- 62 -















- 63 -













- 64 -





PRECISIOacuteN (4)

ESTRUCTURA (6)

VELOCIDAD (11)

MOTOR (10)


CHASIS (7)

ENERGIacuteA (14)

SIMPLE (20)


COMPLEJA (27)



puede ser

u

con


obteniendo

puede tener

funciona con

MECANISMO (8)

que componen el

coordinado por

como

consta de



CALOR (31)

TEMPERATURA (32)



FAacuteBRICA (33)


SALUD (36)

SOSTENIBILIDAD (37)


con cierto

produciendo

mediante

desarrolla


debiendo evitar

desarrolla


y cambios en la


debiendo procurar



de distintos


HERRAMIENTA (26)

RUEDA (23)

ENGRANJE (25)

POLEA (24)

con




puede ser


puede ser

puede ser

procedente de


- 65 -













- 66 -









- 67 -














- 68 -











- 69 -



estructura (6)




Chasis4 (7)




Mecanismo (8)





- 70 -










Fuerza (13)






- 71 -




Precisioacuten (4)




Velocidad (11)








- 72 -


Potencia (29)




Trabajo (30)




Temperatura (32)




Calor (31)



- 73 -



Palanca (21)





- 74 -



Rampa (22)



- 75 -




Ruedandasheje (23)




Polea (24)



- 76 -







engranaje (25)




Herramienta (26)



- 77 -



Motor (10)








Faacutebrica (33)




- 78 -











- 79 -


Salud (36)




Sostenibilidad (37)







- 80 -











- 81 -







- 82 -








- 83 -








Fsobre el eje

middot deje

= F periferia

middot dperiferia

- 84 -






R1(periferia rueda)


R2( sobre eje)

Figura 54


F

1 middot R

1 = F

2 middot R

2





- 85 -


Figura 55


1 y w



R1 middot w

1 = R

2middot w

2



13

FMOTORA13

FDE13 CARGA13

- 86 -











- 87 -













- 88 -





- 89 -







- 90 -













- 91 -









- 92 -











- 93 -




- 94 -














1experiencia

- 95 -












2experiencia

- 96 -
















3experiencia

- 97 -







13

13 13

13 13



4experiencia


13 13 13 13 13 13 13 f = 13 60 -13 13 13 13 13 813 13 13 0cm13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13

13 13 13 13 13 13 13 13


13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

13 13

h13 ge13 50cm13

13 13

- 98 -


















- 99 -




Materiales


desarrollo











5experiencia

- 100 -











6experiencia

- 101 -











sea de juguete

7experiencia

- 102 -














8experiencia

- 103 -















9experiencia


- 104 -















10experiencia

- 105 -











11experiencia


- 106 -
















12experiencia

- 107 -













13experiencia


- 108 -



















14experiencia

- 109 -





















15experiencia

- 110 -



















16experiencia

- 111 -



















17experiencia


- 112 -




















18experiencia

- 113 -



- 115 -







- 116 -


ciclo
















- 117 -








- 118 -












- 119 -















- 120 -







- 121 -








- 122 -





6 6







- 123 -


6 1
















- 124 -










- 125 -








- 126 -

















- 127 -

















- 128 -











- 129 -







- 130 -











- 131 -










- 132 -










- 133 -











- 134 -













- 135 -










- 136 -








imaacutegenes






- 137 -
















- 138 -







Motor






delante




sisteMa de arranque




coMbustible








de acero


hidroneumaacutetica

- 139 -


carroceriacutea



forMa




caMbio de Marchas






consuMo



autoMatisMo
















- 140 -








- 141 -





- 142 -









- 143 -


Figu

ra 7

8 M

apa

con

cep

tual

sob

re e

l au

tom

oacutevil

com

o si

stem

a te

cnol

oacutegic

o ev

olu

tivo

Es u

n SI

STEM

A T

ECN

OLOacute

GIC

O

EL A

UTO

MOacute

VIL

RES

TO D

E CO

MPO

NEN

TES

NEC

ESID

AD

ES D

E LA

SO

CIED

AD

EVO

LUCI

OacuteN

Seguacute

n

AVA

NCE

S CI

ENTIacute

FICO

-TE

CNO

LOacuteG

ICO

S

ndash Ec

onoacutem

icas

ndash

De

Segu

rida

d ndash

Med

ioam

bien

tale

s ndash

Soci

ocul

tura

les

ndash Es

teacuteti

cas

ndash hellip

DIN

AacuteM

ICO

Afec

tan

al

Pued

en se

r

MO

TOR

FUEN

TES

DE

ENER

GIacuteA

Ene

rgiacutea

Rec

ibid

a =

Ene

rgiacutea

Uacutetil

+

Ene

rgiacutea

Dis

ipad

a (Degradada

)

REN

DIM

IEN

TO

ENER

GEacuteT

ICO

TRA

NSF

OR

MA

CIOacute

N

ENER

GEacuteT

ICA

Prod

uce

una

PRIN

CIPI

O D

E CO

NSE

RVA

CIOacute

N D

E LA

EN

ERG

IacuteA

Cum

plieacute

ndos

e el

TIEM

PO

A pa

rtir

de

Con

cier

to

MO

DEL

OS

BAacuteSI

COS

ACC

ESO

RIO

S

Se cl

asifi

can

en

ndash Ch

asis

ndash

Susp

ensi

oacuten

ndash Ca

rroc

eriacutea

ndash D

irec

cioacuten

ndash

Tran

smis

ioacuten

ndash

Fren

os

ndash Cl

imat

izad

or

ndash O

rden

ador

de

abor

do

ndash A

irba

g

ndash

Ilum

inac

ioacuten

ndash R

adio

DVD

ndash

hellip

Que

func

iona

con

un

Cuy

os

En e

l

Acor

des c

on

NO

REN

OVA

BLES

REN

OVA

BLES

Pued

en se

r

Se cl

asifi

can

seguacute

n

CAR

ACT

ERIacuteS

TICA

S TEacute

CNIC

AS

UTI

LID

AD

Ex

perim

enta

n

MA

RCA

CO

MER

CIA

L

- 144 -























- 145 -









- 146 -









- 147 -














- 148 -







- 149 -




- 151 -










- 152 -















- 153 -

















- 154 -
















- 155 -














drid Anaya



- 156 -















- 157 -











- 158 -

















- 159 -





Investigando las máquinas y artefactos

Documents

Transcript of Investigando las máquinas y artefactos