FFAACCUULLTTAADD DDEE CCIIEENNCCIIAA YY TTEECCNNOOLLOOGGÍÍAA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Omar Danilo Vargas Gutiérrez

2010246069

Practica pedagógica II

I.E.D Colegia República de Colombia

Grado undecimo

Unidad didáctica: Las

Fuerzas

1. Introducción:

1.1. Justificación:

Es importante considerar el contexto que hay en las aulas de clase desde el punto de vista

curricular colombiano. La nueva ordenación curricular plantea que la enseñanza de las

ciencias en la educación primaria ha de contribuir a desarrollar el pensamiento científico de

los niños y niñas, y este es un objetivo actualmente compartido en el currículo científico de

muchos otros países. (charpak, Léna y Quéré, 2006; NRC 2007. Citado de Jordi, 2012 pág.

37)

De lo anterior, según el ministerio de educación nacional colombiano existen unos

referentes comunes a los cuales el libre albedrio de cada institución esta precedido y

condicionado por estos referentes comunes: estándares básicos en competencias. Estos, son

criterios claros y públicos y dan cuenta según el ministerio de educación de que existen

estándares de competencias básicos, que en últimas intenta que los estudiantes logren

articular lo tratado en la escuela en experiencias sensibles y significativas para sus vidas:

“Para que una persona pueda mostrarle a alguien que tiene una

competencia, no basta mostrarle que tiene los conocimientos necesarios, ni

que posee las habilidades, ni que tiene las comprensiones, actitudes y

disposiciones adecuadas, pues cada uno de estos aspectos puede estar

presente sin que la persona muestre que es competente para esa actividad, si

no los relaciona y organiza en función de un desempeño flexible, eficaz y con

sentido….” (Ministerio educacion nacional, 2006, pág. 12)

En este orden de ideas, el ministerio también considera que el estudiante de grado

decimo se aproxima al conocimiento como científico(a) natural con afirmaciones como:

Observo y formulo preguntas específicas sobre aplicaciones de teorías científicas,

Identifico variables que influyen en los resultados de un experimento, Realizo mediciones

con instrumentos y equipos adecuados, Registro mis observaciones y resultados utilizando

esquemas, gráficos y tablas, Registro mis resultados en forma organizada y sin alteración

alguna, Establezco diferencias entre descripción, explicación y evidencia. Estos son

algunos de los referentes que nos resultan más relevantes y discutibles para tratar y poner

nuestra postura antes de articular nuestra propuesta de aula con los objetivos ya que desde

nuestro punto de vista, intentar utilizar de forma inadecuado el método científico actual con

el método científico escolar que en última, realmente se debería tratar en la escuela, debe

ser punto de partida.

Estas formas de aproximar al estudiante al conocimiento científico han sido motivo de

muchas críticas y por tanto antes de continuar el desarrollo es necesario hablar de la

concepción de pensamiento científico y la concepción del conocimiento científico en la

escuela. Para el pensamiento científico según Zimmerman lo define como

“la aplicación de los métodos y los principios de la investigación científica

al razonamiento o a la resolución de preguntas o situaciones problemáticas

[…] comporta el uso de las habilidades implicadas en generar, evaluar y

revisar evidencias y teorías, así como también la capacidad de reflexionar

sobre el proceso de adquisición y revisión del conocimiento” (Zimmerman,

2007. Citado de Feixas, 2002)

En consecuencia, la ciencia es una forma de ver la realidad que produce el conocimiento

y permite comprenderla e intervenir en ella. Para la concepción del pensamiento científico

escolar, hay que pensar más desde las ideas y los puntos de vista de los niños y

adolescentes ya que cada quien tiene diferentes experiencias con el mundo y por tanto no

pueden estar totalmente en concordancia con las ideas y formas de ver la ciencia al mundo.

Jordi habla que nuestro sistema cognitivo de serie está configurado para conocer al mundo

pero no para conocerlo a la manera de la ciencia, a no ser que hayamos tenido un

entrenamiento científico. (Feixas, 2002)

De acuerdo a lo anterior, es importante resaltar que en esta propuesta de aula, se

extrapola al aula de clase dos aspectos del que hacer de las comunidades científicas, a

saber, el consenso de la explicación de un fenómeno y las discusiones entre los distintos

integrantes de la comunidad para aprobar una teoría, asumiendo que los anteriores aspectos

mencionados y las prácticas experimentales pueden favorecer la comprensión de los

estudiantes al enfrentarse a un determinado modelo físico.

De otra parte se sabe que existen varias metas a lograr en la educación científica, dentro

de los cuales se encuentran el aprendizaje de conceptos y construcción de modelos, al igual

que el desarrollo de habilidades experimentales y la resolución de problemas (jimaenez &

Sammartí, 1997) las cuales ayudaran en la formación científica, en la interpretación de los

modelos que explican la naturaleza, e incluso a que los estudiantes lleguen a

una formulación de sus propios modelos que expliquen los fenómenos naturales.

1.2. Población a quien va dirigida la unidad didáctica:

La Propuesta de aula será implementada en el colegio instituto educativo distrital (I.E.D)

República de Colombia (ubicado en la localidad de Engativá de Bogotá, Colombia) con

estudiantes que se encuentra entre los 15 y los 17 años de estratos 2 y 3 del grado 10-04

jornada mañana.

2. Objetivos:

2.1. Objetivos generales:

Establecer relaciones entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos

en reposo o en movimiento.

2.2. Objetivos didácticos:

Interpretar movimientos concretos de los cuerpos en relación con las fuerzas

que soportan.

Interpretar el concepto de fuerza según los referentes teóricos proporcionados.

Realizar sumas entre diferentes vectores de fuerza.

Relacionar la aceleración con las fuerzas aplicadas y la masa del cuerpo.

Identificar cualquier fuerza como resultado de la interacción entre dos cuerpos.

Definir el concepto de peso y diferenciar peso y masa.

3. Competencias:

Las competencias básicas son aquella selección de aprendizajes que necesita el alumno

para su realización personal y para saber desenvolverse en cualquier situación de la vida

cotidiana para así lograr el ejercicio de una ciudadanía activa. Se trata de un aprendizaje

que se debe mantener a lo largo de la vida.

A partir del desarrollo de esta unidad los alumnos habrán dado un paso más hacia el

desarrollo de las siguientes competencias, incidiendo en el desarrollo de alguno de sus

niveles de dominio o descriptores1:

El ajuste postural: equilibrio estático y dinámico.

El equilibrio modificando la base de sustentación.

El equilibrio sobre diferentes planos y superficies.

Fuerzas entendidas como una iteración.

Tipos de fuerzas.

Suma vectorial de fuerzas en términos de una fuerza resultante

También se desarrollarán en esta unidad didáctica otras competencias de una forma más

abierta, es decir se trabajarán de forma intrínseca aunque no serán objeto de evaluación.

Competencia digital, buscando información relevante utilizando las Tics.

Competencia lingüística, al ofrecer gran variedad de intercambios lingüísticos y

comunicativos.

Autonomía e iniciativa personal emplazando al alumno al realizar de forma

autónoma las actividades propuestas.

4. Metodología:

Como bien se ha dicho, dentro de la actividad científica escolar, los fundamentos

teóricos están estrechamente relacionados con las actividades experimentales dentro del

aula, así que al referirnos a las diferentes técnicas de enseñanza, vemos que la información

inicial se dará de forma verbal o/y escrita mediante la explicación de la tarea propuesta, y

visual en el caso de que se precise de alguna demostración para una mejor compresión de la

misma.

1 Tomado de http://www.efdeportes.com/efd152/unidad-didactica-a-que-no-me-caigo.htm

5. Actividades:

5.1. FASE 1: Iteración

5.1.1. Actividad 1: fundamentos teóricos.

5.2. FASE 2: PRIMER ACERCAMIENTO AL TRATAMIENTO VECTORIAL

DE LAS FUERZAS.

5.2.1. Actividad 1: retroalimentación y ejercicios en clase

5.3. FASE 3: PRINCIPALES FUERZAS.

5.3.1. Actividad 1

Se realizará una actividad de observación en la cual los estudiantes podrán

identificar los diferentes tipos de fuerza (normal, tensión y rozamiento) a través de

la una explicación teórica que realice el profesor, planteando diferentes ejemplos.

Luego, los estudiantes de forma individual mencionarán un ejemplo el cual permita

identificar estas fuerzas.

5.4. FASE 4: SUMA VECTORIAL

En forma colectiva se realizarán los siguientes ejercicios tomados de Física y

química cuarto ESO:

Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas perpendiculares entre si, cuyos

módulos son, respectivamente, 10 y 15 N. Dibuja la resultante y calcula su

módulo.

Sobre un objeto actúan simultáneamente dos fuerzas de la misma dirección

y sentido, de 25 y 35 N respectivamente, produciendo un cambio en su

velocidad. ¿Se produciría el mismo cambio en la velocidad si actuara

solamente una fuerza de 50 N de la misma dirección y sentido que las dos

anteriores?

Un nadador pretende cruzarlo nadando perpendicularmente a la orilla, con

una rapidez de 1 m/s, pero al mismo tiempo se ve arrastrado lateralmente

por la corriente.

a) Dibuja la trayectoria seguida por el nadador hasta llegar a la otra orilla y

determina la suma de las dos velocidades, la del agua y la del nadador.

b) ¿Cuánto tiempo tarda en atravesar el río? Para esto no importa la velocidad

de la corriente del río, ¿no?

c) ¿A qué punto de la otra orilla llega? Es decir, calcula el desplazamiento

lateral.

5.5. FASE 5: PRINCIPIOS DE NEWTON

1. El docente dará a conocer el concepto de fuerza y las tres leyes de Newton a

través de dos vídeos didácticos, los cuales le permitirán al estudiante

comprender este tema. Aula 365 (23 de junio de 2011) ¿Qué es la fuerza?

Primera ley de Newton- Aula 365. Recuperado el 19 de octubre de 2014 en

YouTube de: http://youtu.be/UnpJmqPC8hU y Esparza, F. (Octubre de 2012)

Las tres leyes de Isaac Newton (Inercia, fuerza y Acción y reacción)

Recuperado el 19 de octubre de 14 en YouTube en:

http://youtu.be/cfAQozjPUoE

2. Una vez, que se hayan visto los vídeos, se hará grupos de a cuatro

estudiantes, quienes plantearán y explicaran dos ejemplos que puedan darse en

el quehacer diario que puedan sustentar alguna de las tres leyes de Newton.

Para ello, realizarán en medio pliego de papel periódico un dibujo que dé

cuenta de la explicación.

3. El maestro escuchará las inquietudes que le hayan quedado a los estudiantes,

y a partir de ello, resolverá las dudas.

6. Evaluación:

La evaluación es concebida como “la actividad que, en función de unos criterios, trata

de obtener una determinada información de un sistema en su conjunto o de uno o varios de

los elementos que lo componen, siendo su finalidad la de poder formular un juicio y tomar

las decisiones pertinentes y más adecuadas respecto a aquello que ha sido evaluado”.

La evaluación debe tener un carácter formativo y continuo, atendiendo a la diversidad de

los alumnos, dada la heterogeneidad que el alumnado presenta en nuestra área, teniendo en

cuenta sus características individuales y sus posibilidades motrices, con lo que la

evaluación no se centrará en si el alumno llega o no al nivel exigido, sino en su avance

acorde a sus posibilidades. Para ello nos centraremos en la información recogida en el día a

día.

6.1. Criterios de evaluación

La evaluación crítica es aquella que compara los resultados de un individuo concreto,

con los resultados del mismo sujeto en situaciones anteriores, para llevarla a cabo se debe

partir de una evaluación inicial para reconocer el nivel inicial del alumnado respecto a los

objetivos que queremos alcanzar. Esta evaluación se realizará en la primera sesión

mediante una tabla de evaluación que se les pasará a los niños, para poder tener una idea de

las nociones previas sobre los contenidos a tratar en la unidad didáctica. Durante el proceso

se utilizará una lista de control (3ª sesión, Anexo), para ver el grado de consecución de

objetivos hasta el momento. La evaluación final, será el resultado de otra lista de control (6ª

sesión), para ver si los objetivos se han cumplido. También se llevará a cabo una

evaluación de nuestra práctica docente, en este caso se les pasará a los alumnos una lista de

control, durante la primera sesión de la siguiente unidad didáctica. La evaluación de la

unidad didáctica se realizará mediante las anotaciones en el diario del maestro en el día a

día de las sesiones.

Se tendrá en cuenta los objetivos generales de la unidad didáctica, así como el grado de

asimilación de los contenidos conceptuales, procedimentales y actitudinales prestando

especial importancia, a que el diseño y la construcción de la estructura satisfagan la

necesidad inicial planteada..

Los criterios de evaluación serán los siguientes:

Conoce y desarrolla el equilibrio estático y dinámico.

Reconoce las situaciones en donde es necesario el equilibrio.

Mejora las habilidades y destrezas básicas con especial incidencia en los equilibrios.

Respeta y valora la actuación de los compañeros en las actividades.

Participa en juegos y actividades logrando establecer relaciones equilibradas y

constructivas con los compañeros.

Acepta las normas de los juegos y actividades y los resultados de los mismos.

Valora los juegos como medio para la participación con los demás estableciendo

relaciones de ayuda y colaboración.

Desarrolla la auto-confianza y el interés por mejorar e incrementar sus capacidades

motoras en actividades lúdicas.

Fomenta la creatividad y la imaginación en las actividades.

Se calificara con una escala numérica de 0 a 50 puntos.

Bibliografía

1. Misterio de educación Nacional. (2006) Estándares básicos en competencias en lenguaje, matemáticas, ciencias y ciudadanas. Colombia, Editorial Escribe y Edita, y Mariana Schmidt Q.

2. Feixas, J. (2012) Aprender ciencias en educación primaria. Capítulo 2: Aprender a investigas pág. 85, (añadir lugar), editorial GRAO.

3. Jiménez, A., Sanmartí, N. (1997) ¿Qué ciencia enseñar?, objetivos y contenidos

en la educación secundaria. ICE de la universidad de Barcelona

Web grafía:

1. Primera ley de Newton- Aula 365. Recuperado el 19 de octubre de 2014 en YouTube

de: http://youtu.be/UnpJmqPC8hU y Esparza, F. (Octubre de 2012)

2. Las tres leyes de Isaac Newton (Inercia, fuerza y Acción y reacción) Recuperado el 19

de octubre de 14 en YouTube en:

http://youtu.be/cfAQozjPUoE

1. http://www.efdeportes.com/efd152/unidad-didactica-a-que-no-me-caigo.htm

Anexos:

Experimentos caseros:

TEMA(S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA

“LA DESOBEDIENTE”

MATERIAL

• 1 moneda

• 1 carta de baraja

• 1 vaso

PROCEDIMIENTO

La moneda se pone sobre la carta de baraja que a su vez se coloca sobre la boca del

vaso y se quita la carta de baraja con rapidez. ¿Qué sucede con la moneda?

EXPLICACIÓN

La moneda cae dentro del vaso debido a la propiedad de la inercia, que se define

como la tendencia que tienen los cuerpos a permanecer en su estado original (reposo

o movimiento) siempre y cuando no actúe una fuerza externa.

Tiempo de duración: 3 minutos 17

TEMA (S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA

“¿POR QUÉ TE QUEDAS?”

MATERIAL

• 1 mesa o escritorio

• Objetos pequeños de diferentes pesos

• Hoja de papel

PROCEDIMIENTO

Sobre la mesa se coloca la hoja de papel procurando que sobresalga la mitad de élla;

coloque los objetos encima de la hoja cuyo extremo está sobre la mesa.

Se golpea fuertemente el centro de la hoja con el borde de la mano sosteniendo el

otro extremo libre con la otra mano.

¿Los objetos caerán o se quedarán sobre la mesa?

EXPLICACIÓN

Los objetos permanecen sobre la mesa debido a la propiedad de inercia; que se define

como la resistencia que tienen los objetos a cambiar su estado de movimiento o de

reposo. Cabe mencionar que el golpe sobre el papel debe ser fuerte para vencer la

fuerza de fricción entre los objetos y el papel.

Tiempo de duración: 2 minutos

TEMA(S): PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA

“LO DURO Y LO CUERDO”

MATERIAL

• 1 huevo crudo

• 1 huevo cocido

PROCEDIMIENTO

Haga girar rápidamente los dos huevos sobre sí mismo en una superficie. ¿Cuál de los

dos huevos gira más tiempo? Ahora gírelos nuevamente, deténgalos con un dedo y

suéltelos rápidamente. ¿Cuál de los dos se queda quieto y cuál sigue girando?

EXPLICACIÓN

El huevo crudo girará más tiempo porque la masa líquida que está dentro de él

tenderá a seguir girando, debido a su inercia; en el segundo caso la masa líquida del

interior del huevo crudo continúa girando aún después de que el cascarón está en

reposo; por el contrario, el contenido del huevo cocido, se detiene al mismo tiempo

que su cascarón.

Tiempo de duración: 3 minutos

TEMA(S): PRESIÓN (ATMOSFÉRICA) Y PRIMERA LEY DE NEWTON

“EL KARATEKA INERCIAL”

MATERIAL

• 1 hoja de papel periódico

• 1 tabla de madera de 0.2 a 0.5 cm de espesor, 2 cm de ancho y 30 cm de largo

PROCEDIMIENTO

Coloque la tabla sobre la mesa, de modo que una tercera parte de élla sobresalga del

borde, con la mano dé un golpe rápido a la tabla en su extremo libre y observe. Ahora

vuelva a colocarla en la misma posición y sobre ésta, extienda el periódico alisando

cuidadosamente los pliegues, desde la parte que cubre la tabla hacia los bordes del

papel. De un golpe breve e intenso en la parte libre de la tabla. ¿Qué sucede?

EXPLICACIÓN

En el primer caso, la tabla se levanta rápidamente y cae. Sin embargo en el segundo

caso, si el golpe es suficientemente fuerte, la tabla puede romperse sin que el

periódico se eleve, debido a que la presión del aire atmosférico, presiona con una

fuerza de un kilogramo por centímetro cuadrado la cara externa del periódico,

resultando ser mayor ésta (presión atmosférica) que la fuerza de la mano sobre la

tabla

Tiempo de duración: 3 minutos

TEMA(S): INERCIA, FRICCIÓN Y FUERZA (1 y 2 ley newton)

“DEMOLIENDO LA TORRE”

MATERIAL

• 1 mesa

• 5 monedas

• 1 regla de 30 cm

PROCEDIMIENTO

Construya una torre con las monedas sobre una mesa, alinee la regla con la moneda

de debajo de la torre; deje un extremo de la regla fuera del borde de la mesa, empuje

la regla hacia la torre con un golpe fuerte. ¿Qué sucede con la torre?

EXPLICACIÓN

Cuando la regla golpea la moneda de la base, ésta sale de su lugar, pero el resto de la

torre permanece en su sitio, porque la única moneda que recibe la fuerza es la abajo y

el reto de las monedas no, por su inercia permanece en su lugar. La moneda que se

movió se detendrá por la fricción que hay entre ella y la mesa.

La ley de la inercia dice “ningún cuerpo por sí sólo puede modificar su estado de

reposo o de movimiento, ya que para modificarlo se requiere la manifestación de un

fuerza resultante que actué sobre él”.

Tiempo de duración: 3 minutos