Ciencias para el Mundo Contemporneo

Ciencias para el Mundo Contemporneo.- Material de apoyo *Curso CEP Luisa Revuelta.- Abril 2008

Tema 5. Nuevas necesidades, nuevos materialesEste bloque tiene cinco apartados en el B.O.E. Vamos a desarrollar, a modo de ejemplo, uno de ellos.Epgrafe: La respuesta de la Ciencia y de la Tecnologa. Nuevos materiales: los polmeros. Nuevas tecnologas: la nanotecnologa.1.- CONTENIDOS

(I) Introduccin:ideas para sugerir Nuevos materiales y vida cotidiana: Citar sartenes que no se pegan, ropa impermeable que deja transpirar, medios de transporte ms ligeros, veloces y resistentes o pantallas planas y delgadas como un libro. Sabes de qu est hecho el fuselaje de un avin o la montura de muchas gafas?. Antao nuevos materiales producto del azar. Ahora son el resultado de serias investigaciones de Fsica y Qumica sobre cmo se unen los tomos, las molculas, los cristales e incluso la materia viva.

Resulta muy til la simulacin por ordenador para analizar el comportamiento de nuevos materiales.

Los nuevos descubrimientos dejan obsoletas las clasificaciones de materiales de hace 25 aos. En los ltimos aos, en la UE, se han abierto ms de 1400 proyectos.

(II) Caractersticas de los nuevos materiales: Desarrollo a medida: se pretende obtener un material con unas propiedades especficas para una aplicacin determinada.

Sern nano e inteligentes (http://es.wikipedia.org/wiki/Materiales_inteligentes) y biomimticos

Energticamente ms eficientes ( se producirn con menor gasto de energa).

Reciclables y menos txicos.

Favorecern el medio ambiente y el desarrollo sostenible

(III)

(III) A.- Algunas propiedades fsicas aplicadas a nuevos materiales Piezoelectricidad: En que consiste esta propiedad? Qu aplicaciones tiene para la produccin de nuevos materiales?. Ver cualquier libro de texto, Google, etc Superconductores: ver libros de texto, prensa, Google Superplsticos: Ver libros de texto, prensa, Google, etc..(III) B.-Nuevos materiales: Libros de texto, Internet, prensa, folletos, etc.Composites, polmeros, cermicos, semiconductores superconductores, superplsticos. Qu son? propiedades? Aplicaciones?.(IV) Materiales para el espacio.- Investigaciones en nuevos materiales: Revisar libros de texto, Google, prensa etc(V) Nuevos materiales en la industria y en la construccin (aviones, automviles, edificios, puentes,.). Revisar prensa, libros de texto, Google, etc

(VI) frica: Continente suministrador de materias primas.- El coltn : el enlace entre el telfono mvil y el Congo. ( ver archivo complementario).

(VII) La nanotecnologaPoner nanotecnologa en el Google. Obtenemos 870.000 entradas en 013 segundos. Eso puede dar idea de la importancia de estas nuevas tecnologas que se aplican a los campos de la investigacin ms diversos.

Se sugiere para no extenderse demasiado en el tiempo ajustarse a un libro de texto y hacer algunas incursiones en Internet. Incursiones que deben de ser orientadas por el profesor. Dejar libres a los alumnos aqu se corre el riesgo de perder demasiado tiempo y sacar escaso rendimiento. Vistos algunos manuales, el ofrecido por Mac Graw Hill posibilita en mi opinin - un buen acercamiento al tema.

Trminos como nanmetro, fullerenos, nanotubos, Nanotecnologa seca, Nanotecnologa hmeda, Nanotecnologa computacional, Nanorobots, etcdeben de ser aclarados.

Tambin sera conveniente comentar el estado de las ltimas investigaciones en nanotecnologa: nanoimanes, nanoordenadores, aplicaciones mdicas de la nanotecnologa, aplicaciones energticas y potenciales aplicaciones en la exploracin espacial y contra el deterioro del medio ambiente.

2.- OBJETIVOS

Familiarizarse con el concepto de nuevos materiales, citar sus familias y comentar sus caractersticas ms importantes.

Resaltar la importancia de la utilidad de nuevos materiales (cermicos, polmeros, composites, semiconductores y superconductores) en la sociedad actual.

Aproximarse al mundo de la nanotecnologa como uno de las innovaciones de Ciencia y Tecnologa en los ltimos aos.

Conocer aplicaciones de la nanotecnologa en diferentes sectores sociales.

Nuevas tecnologas y desarrollo sostenible: su relacin. Participacin ordenada en clase, respeto a opiniones diferentes, capacidad de escucha, etc3.- METODOLOGA

No se puede hablar una nica metodologa. Se entiende que sern buenos aquellos caminos que motiven mas a los alumnos y los aproximen a los objetivos que pretendemos alcanzar.

En todo caso estamos en Bachillerato y ser necesario explicar conceptos bsicos y manejo de vocabulario especfico. Creo que resulta imprescindible una metodologa expositiva por parte del profesor /a. Fijadas unas bases tambin resultar imprescindible provocar la participacin de los alumnos, no slo memorizando contenidos y realizando actividades propuestas sino discriminando informacin buscada, reelaborando textos, dando a luz sus propios textos, elaborando conclusiones o debatiendo hiptesis. Una participacin ordenada y evaluada en debates y foros estimular el aprendizaje.

Todo lo que se haga tiene que ser evaluado o se devaluar.4.- CRITERIOS DE EVALUACIN

Qu entendemos por nuevo material y cules podran ser sus propiedades mas caractersticas.?

Conocer y explicar las grandes familias de nuevos materiales: propiedades significativas que las identifican.

Qu se fabrica con los nuevos materiales?. Que ventajas obtiene la sociedad con su uso.?.

Define nanotecnologa: limitaciones y posibles riesgos.

Enumera y comenta algunas aportaciones relevantes por sectores - de la nanotecnologa a la sociedad actual.

Comenta y explica: Ayudan las nuevas tecnologas y los nuevos materiales a mitigar los problemas ambientales facilitando as un desarrollo sostenible?.

5.- ACTIVIDADES SOBRE TEMA PROPUESTO

Se considera que no es el nmero de actividades lo ms importante. La importancia radica en la significatividad de las mismas. Han de ser tareas de comprensin y bsqueda, de argumentar, de sacar conclusiones o bien de establecer hiptesis, realizar estimaciones y predecir resultados. La elaboracin e interpretacin de grficas tambin resulta adecuada en una materia como esta. Elaborar informes puede resultar una buena tarea de aprendizaje, evitando siempre el consabido cortar y pegar. En definitiva las actividades deben de servir para que los alumnos se formen opiniones propias sobre asuntos concretos de los temas tratados. En Bachillerato habra que tender a trabajar cierta capacidad de abstraccin, aparte de la necesaria descripcin / memorizacin y comprensin de conceptos y procesos.

Aunque es una materia de Bachillerato creo que las competencias que se recogen en la L.O.E. para la ESO podran servir de referencia en momentos concretos. Partiendo de las competencias de la ESO , trataremos de alcanzar los objetivos propuestos.Las actividades que propongo no tienen una secuencia. Es un conjunto abierto de actividades que los profesores irn trabajando en funcin de la secuencia que cada uno siga. Trato de dar un banco de actividades. Cada profesor elegir aquellas que mejor le parezcan. Sera importante que se aadan otras al objeto de contar con una mayor variedad y completar lagunas.Podemos establecer una cierta clasificacin de actividades que ayuden a trabajar los contenidos propuestos.

De aplicacin directa de contenidos

De interpretacin y anlisis de textos

De bsqueda de informacin

De anlisis, debate y reflexin

De interpretacin de ilustraciones

Actividades que suscitan controversia.

CONJUNTO MUY MEZCLADO- DE ACTIVIDADES (Cada prof elige)Explica

- Explica la estructura general de un polmero. Es una estructura simple o compleja? Porqu?. Infrmate sobre las diferencias entre los trminos homopolmero y copolmero.

- Qu materiales tiene una vitrocermica?. Puedes comparar su rendimiento energtico, ventajas e inconvenientes. con una hornilla de gas natural.

- Porqu decimos que los principales beneficios de la teledeteccin se los llevan las ciencias ambientales?.

Investigaciones e informes Tiene un MP3nn mm?. Cules? Qu funcin desempean en el aparato?. Qu fenmenos permiten su correcto funcionamiento?. Usa el telfono mvil nanotecnologa?. Si es as, analiza que funciones se desarrollan con esta tecnologa y la fsica que est detrs?. Los nuevos materiales de la construccin no slo buscan mejor resistencia, aligeramiento de peso, aumento de la durabilidad etc.tambin se intenta aumentar la eficiencia energtica de las nuevas construcciones. Elabora un ppt sobre este nuevo concepto. Informe sobre el hombre binico ( a la vez humano y mquina). Elaborar un trabajo / informe sobre la tela de las araas. Qu se entiende por qumica verde?. Informe.Elabora

Cuadro comparativo que sintetice diferencias y aplicaciones de nn mm. Comenta: El 11 de junio de 2002 se logr almacenar la informacin equivalente a 25 DVD utilizando un pequeo dispositivo de 3 mm2.

Debate por grupos en clase.- Cada grupo debe de elaborar unas conclusiones para terminar con una puesta en comn. NN TT y energa: Ayudan las nuevas tecnologas a un menor consumo de combustibles fsiles?. Facilitan las NN TT y los nn mm el uso de energas alternativas?. Citar ventajas concretas e inconvenientes. Actividades NN TT y nn mm Citar ejemplos / casos concretos en los que las NN TT o nn mm disminuyan la contaminacin y la cantidad de resduos.

Cmo luchan las NN TT y nn mm contra la desertizacin?

Indica como las NN TT y los nn mm ayudan en la bsqueda de energas alternativas.

Disminucin de riesgos en catstrofes y su relacin con las NN TT y nn mm.

Pelculas: - Ver y comentar pelculas como Robocop o Terminator

Imgenes:

Ver en clase vdeos DVDs sobre temas propuestos. Esta actividad siempre debe de hacerse con papel y lpiz. Los alumnos tomaran nota de lo visto, elaboran resmenes y criticarn argumentando lo visionado.

BLOG O WEB: Visita tres / cuatro lugares de la red sobre los temas propuestos e indica una valoracin escrita sobre su estructura y contenidos.

6.- TIPOS de RECURSOS Conexin CeS: noticias radio y TV, artculos de prensa,. Recursos TICs: manejo y elaboracin de ppt, visita a webs y blogs, participacin en foros, etc Debates, controversias,. Asistencia a conferencias, tertulias, exposiciones, etc..

Visitas a Parques Tecnolgicos, Universidades, Centros de C y T, Elaboracin de informes.

Artculos, webs,

Aula TIC: Es imprescindible que al menos 1 h/ semanal debe de impartirse en un aula TIC ( un ordenador para cada dos alumnos).

7.- PROPUESTA DE EVALUACIN

La propuesta de evaluacin es clara: Todo lo que se haga ser evaluado porque lo que no se evala se devala.Est claro que deben de utilizarse diferentes fuentes de evaluacin para que el proceso sea lo ms objetivo posible y que la propuesta de evaluacin estar en consonancia con la metodologa , con los criterios de evaluacin y con las actividades realizadas.

Aparte del trabajo diario ( clase casa ) sern determinantes pruebas orales y escritas, el cuaderno del alumno, los informes elaborados, las crticas vertidas, las prcticas realizadas, la implicacin en el desarrollo de las actividades, las opiniones propias defendidas acordes con la ciencia bsica que soportan los los contenidos,a veces da resultado una autoevaluacin ( como un dato ms) argumentada, etc.

Materiales inteligentes

Los materiales inteligentes son materiales nuevos clasificados por su capacidad de responder ante estmulos externos. Son materiales que pueden ser diseados para actuar con cierto efecto conocido pero de forma controlada. Algunos de los aspectos que hacen a un material inteligente son:

Compatibilidad con el medio ambiente

Generan bajo consumo de energa

Mejoran la calidad

Prolongan la vida til del producto

Ejemplos:

HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Metales" \o "Metales" Metales HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Piezoelectricidad" \o "Piezoelectricidad" piezoelctricos: Cambian su forma o se deforman ante un HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Impulso_el%C3%A9ctrico" \o "Impulso elctrico" impulso elctrico, ante la HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n" \o "Presin" presin de deformacin, producen un impulso elctrico.

HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmeros" \o "Polmeros" Polmeros piezoelctricos: Cambian su forma o se deforman ante un impulso elctrico, ante la presin de deformacin, producen un impulso elctrico.

HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_t%C3%A9rmico_de_memoria_%28metales%29" \o "Efecto trmico de memoria (metales)" Metales con efecto de memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura" \o "Temperatura" temperatura.

HYPERLINK "http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_t%C3%A9rmico_de_memoria_%28pol%C3%ADmeros%29" \o "Efecto trmico de memoria (polmeros)" Polmeros con efecto memoria: Tienen la capacidad de cambiar su forma o deformarse de forma controlada al alcanzar cierta temperatura

Las nuevas tecnologas se centran en los procesos de comunicacin y las agrupamos en tres reas: la informtica, el vdeo y la telecomunicacin, con interrelaciones y desarrollos a ms de un rea.

Los materiales biomimticos buscan replicar o "mimetizar" los procesos y materiales biolgicos, tanto orgnicos como inorgnicos