La enseñanza de ciencias naturales utilizando los materiales de laboratorio y recursos tic”




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Se rompe con el absolutismo adoptándose posiciones relativistas al conocimiento. La experiencia de los alumnos, sus intereses y el contacto con las ideas y los fenómenos de la vida cotidiana son para este modelo los elementos que permiten que los alumnos se apropien de los conocimientos. El conocimiento escolar es abierto y flexible.
Modelo Investigativo:

Plantea una visión del mundo alternativa al paradigma mecanicista y a la ideología dominante basada en una concepción compleja y relativa de la realidad, en relación con una perspectiva constructivista y evolutiva del conocimiento. Esta concepción sistémica de la realidad tiene un enfoque de causalidad compleja, reconociendo así el carácter abierto y complejo de los problemas educativos.
Una vez definido lo que se entiende por modelos didácticos y tomando la clasificación realizada por Porlán ahondemos ahora en la concepción empiro-inductivista de la ciencia y del trabajo científico que podemos encontrar en el modelo tecnológico, que tiene un gran peso en la enseñanza de las ciencias. (Gil Pérez et al, 2005)

Esta visión empobrecida de la tarea científica se hace muy evidente cuando el trabajo experimental se realiza, como es frecuente, con el propósito de observar algún fenómeno para “extraer” de él un concepto, poniendo de relieve la concepción empiro-inductivista de la ciencia, así como otras deformaciones igualmente graves. En efecto, no se indican las cuestiones a las que se pretende dar respuesta (lo que contribuye a una visión aproblemática de la ciencia), ni se discute su posible interés y relevancia social (visión descontextualizada, socialmente neutra), ni se procede a la formulación tentativa de hipótesis susceptibles de ser sometidas a prueba mediante diseños concebidos al efecto, sino que se pide a los estudiantes que sigan una guía detallada, lo que contribuye a una visión rígida, algorítmica y cerrada de la ciencia, faltando incluso el análisis crítico de los resultados obtenidos, el planteamiento de nuevos problemas, etc.
¿Cómo se ponen en juego estos modelos didácticos en las actividades experimentales?

EL “laboratorio” de ciencias en Primaria.
Al trabajar con los ámbitos de laboratorios escolares, se pretende desarrollar, por un lado, categorías y esquemas conceptuales propios de la práctica (el modelo didáctico personal), a través de la integración y reelaboración de contenidos procedentes de diversas fuentes epistemológicas (la experiencia profesional, las disciplinas asociadas, los conocimientos metadisciplinares, etc.) y, por otro, pautas y guiones de acción (el saber hacer procedimental) vinculados al diseño, aplicación y evaluación de propuestas curriculares pretendidamente coherentes con dicho modelo (Porlán et al, 1998 y Porlán y Rivero 1999).
Para promover el uso didáctico de las actividades experimentales y facilitar el trabajo de los formadores de docentes es deseable el concurso de tres tipos de materiales o documentos:


  1. Materiales que presenten de manera integrada, contextualizada y accesible a los docentes, las aportaciones de las disciplinas relacionadas con la enseñanza y el aprendizaje escolar.




  1. Materiales que propongan hipótesis fundamentadas para intervenir en la formación (y autoformación) y que, en torno a los ámbitos de investigación profesional, analicen las concepciones y obstáculos dominantes entre los docentes, la posible progresión del conocimiento profesional de partida y las actividades y recursos que la pueden favorecer.


c) Materiales que describan y analicen casos concretos y coherentes con las ideas que venimos comentando, con el propósito de enriquecer progresivamente las hipótesis formativas y de ejemplificarlas a los ojos de los docentes y de sus alumnos de Primaria.
Además, en el laboratorio de primaria se puede trabajar sobre los siguientes aspectos que consideramos esenciales:


  • Observar es mucho más que mirar. Esta afirmación cuestiona fuertemente la idea de iniciar toda actividad con “la observación” Cuando se plantea “observar” no se suelen tener en cuenta varias cuestiones centrales: las ideas de los niños, la influencia de la cultura en aquello que se observa y el interés propio de la tarea planteada ya que esta consigna no supone “un problema”




  • Comparar, clasificar e identificar y hacerlo cuando estas acciones tengan sentido, no como una simple práctica “que siempre se ha realizado”



  • Poder elaborar preguntas que generen conocimiento y nuevas preguntas. Tal vez ésta sea la cuestión central del trabajo en “ciencia escolar”




  • Buscar respuestas a las preguntas formuladas. Nos centramos en la importancia de la formulación de las preguntas, que sean capaces de despertar el interés por “conocer”.




  • Reconocer el valor de las técnicas propias del Área de Ciencias Naturales, por ejemplo la medición. Aquí nos encontramos con otras problemáticas y que se relacionan con las ideas de tamaño (para objetos muy pequeños o microscópicos o para objetos enormes)


Teniendo en cuenta diferentes concepciones sobre el trabajo experimental en el marco de los modelos didácticos anteriormente mencionados, pueden clasificarse las actividades:


  1. Como mera ilustración de la teoría (el estudiante es concebido como un sujeto pasivo, receptor del conocimiento del profesor, la concepción epistemológica es rígida y dogmática);




  1. Como estrategia de descubrimiento individual y autónomo (el estudiante es concebido como un individuo intuitivamente cuestionador, capaz de reconstruir el conocimiento científico de forma individual y autónoma a través de su interacción con el medio; el conocimiento científico es concebido como fruto de un proceso inductivo).




  1. Como entrenamiento en los procesos de la ciencia. En este caso se supone que los procesos de la ciencia son generalizables a través de diferentes dominios de conocimiento y actividades experimentales. En términos epistemológicos admite la existencia de un método científico como un conjunto de reglas o etapas.




  1. Como escenario de cuestionamiento de paradigmas o de ideas de los alumnos. Atribuyéndose así gran importancia a las concepciones espontáneas y al conflicto cognitivo. El trabajo científico es interpretado como una actividad de cambio conceptual.




  1. Como investigación colectiva orientada por situaciones problemáticas En este caso se admite un cierto isomorfismo entre los procesos de construcción social y el aprendizaje de las ciencias, Llevando en consideración los estudios sobre ideas previas y cambio conceptual; la construcción del conocimiento es vista como una actividad que busca dar respuesta a situaciones problemáticas significativas y reconoce que la adquisición del conocimiento y la familiarización con la metodología científica son aspectos inseparables.



Para el docente:
Tal como puede deducirse nos centramos desde nuestra tarea en formación docente en las dos últimas afirmaciones, así lo venimos pensando en los últimos 10 años de trabajo conjunto y es el eje de todos y cada uno de los cursos armados. No podemos entonces tener una concepción de enseñanza de las ciencias en el nivel para “las clases regulares” y otra en la tarea con el laboratorio

En relación a los propósitos que se persiguen con este tipo de actividades, podemos mencionar:



  1. ayudar a los estudiantes a aprender ciencias (adquisición y desarrollo de conocimiento conceptual y teórico);

  2. auxiliar a los estudiantes a aprender sobre ciencias (comprender cómo la ciencia interpreta la naturaleza, cuáles son los métodos de la ciencia, así como la interacción de la ciencia con la tecnología, la sociedad, la cultura, y las cuestiones ambientales),

  3. contribuir para que los estudiantes aprendan a hacer ciencias (auxiliar a los estudiantes a trabajar a partir de una práctica investigativa), dentro de la concepción de ciencia escolar.

Para el docente:

Veamos entonces cómo comenzamos a organizar nuestra tarea:

El primer paso sería pensar en que todas las actividades experimentales que hemos desarrollado hasta este momento, se basan en la formulación de un problema.

La pregunta sería entonces:


¿QUÉ ES UN PROBLEMA EN EL MARCO ANTES DESARROLLADO?
Podríamos decir que un problema es una situación que se nos presenta y para la que no tenemos una respuesta. Para llegar a esa respuesta debemos desarrollar estrategias de resolución. Estas estrategias serán diferentes según las ideas de los individuos enfrentados al problema.

Generalmente e históricamente los problemas a los que se enfrentó a los alumnos en las clases de laboratorios fueron problemas cerrados que llevan a soluciones únicas a través de procedimientos estereotipados. Este tipo de problemas no pertenecen al modelo que propugnamos sino que nuestra idea es el planteo de problemas abiertos.

Estos problemas abiertos tienen por objeto llevar a la comprensión de la situación planteada a través de múltiples estrategias de resolución. Estas resoluciones serán devueltas a los alumnos de manera de generar los procesos metacognitivos que antes enunciamos.

Podríamos agregar además que los problemas abiertos generan conflictos cognitivos altamente productivos en el proceso de aprehensión de la temática abordada en las clases.
La resolución de problemas puede definirse como un espacio entre el mundo cotidiano del niño y los objetivos planteados por el docente en las clases.

Si nos centramos en los problemas cotidianos podremos decir que:

  • El primer paso y en ocasiones el más difícil, es el reconocimiento del problema.

  • resulta más difícil identificar el problema que resolverlo,

  • los problemas están mal estructurados,

  • la resolución de problemas no presenta el tipo de información necesaria ni el sitio en el cual deba buscarse la información,

  • las soluciones a los problemas suelen depender del contexto.

  • los problemas no tienen una única solución,

  • los problemas suelen resolverse en grupo,

  • los problemas suelen ser complicados, confusos y persistentes



Si bien hasta ahora hemos sostenido la idea de problema abierto y centrado en la vida cotidiana, no podemos dejar de pensar en qué lugar se encuentra el docente a cargo.

Obviamente en este tipo de concepción no entrarían ideas como:


  • El profesor es el que enseña y el alumno el que aprende

  • Razonar es sólo una tarea del alumno

  • Lo que verdaderamente importa es la respuesta correcta.


Ni tampoco:


  • El problema habitualmente lo presenta el profesor

  • Es un problema sobre el cual el alumno no tiene interés y debe resolver por designo de la escuela y del profesor.

  • Método científico como estereotipo: observación, experimentación e interpretación…


Nuestra idea entonces está centrada en la posibilidad de utilizar en la escuela la resolución de problemas abiertos
Por lo tanto investigar en el aula de ciencias naturales de primaria o dicho de otro modo: hacer ciencia escolar implica:


  • Resolver problemas significativos considerando las ideas previas, la importancia social de la temática y la potencialidad para explicar otros fenómenos.

  • Estructurar sus planteos en torno a interrogantes cuyas hipótesis han de ser investigadas e investigables.

  • El docente orienta hacia nuevas preguntas tanto en el trabajo individual como en el grupal y en la comunicación de los resultados


Veamos un caso que nos ayudará a ilustrar mejor todo lo planteado anteriormente:
Caso a trabajar: Pulgones en la huerta de la escuela.

En una escuela primaria se está desarrollando un proyecto de huerta orgánica relacionándolo con algunos contenidos del área de Ciencias Naturales para el segundo ciclo. La docente de 5 ° año desarrolla algunas clases sobre plantas tomando como recurso la huerta de la escuela. Para ello planifica siete clases en las que trabaja sobre:


  • La selección de semillas utilizando calendario de huerta. Para ello plantea a sus alumnos que las plantas deben estar crecidas antes de fin de año para que puedan llevarlas. Este recorte implica que los alumnos realicen los cálculos necesarios utilizando la información de los sobre de las semillas y así seleccionarán las que podrán sembrar. Por otro lado se encuentran con otra información en los sobres: algunas plantas requieren medio día de luz directa y otras menos. Esto implicará que deberán pensar en los espacios en los cuales sembrarán cada tipo de semillas.




  • El desarrollo de técnicas de siembra y de riego. En este caso aparece la idea de siembra en plantines y a chorrito. Será entonces el momento del diseño de objetos para sembrar semillas y obtener plantines. Por otro lado deberán considerar diferentes modos de riego y cantidades de agua para cada tipo de plantas.



  • El cuidado de los plantines y su trasplante. En esta etapa la búsqueda de información se hace imprescindible.


Pasados dos meses del inicio del proyecto de huerta, en algunas plantas encuentran “bichitos negros y pequeños” que las deterioran. La docente busca con sus alumnos información para solucionar el problema y aparece un problema no previsto: cómo modificar la planificación.
¿Y qué pasó en el aula?
La docente de Ciencias Naturales plantea a sus alumnos que primero debía identificarse a los invasores.

Propone extraer los datos necesarios del material sobre huerta del INTA (que utilizó para armar la secuencia de trabajo) y así van a la página del INTA con las netbook de la escuela.

Encuentran que aparentemente los “bichitos” son pulgones pero, para estar más seguros buscan en Internet fotografías de estos animales para comparar con lo observado con las lupas.

Una vez identificados los atacantes se les plantea un segundo problema: ¿cómo erradicarlos sin utilizar insecticidas que puedan perjudicar la salud de quienes se alimentarán de estas plantas?

Es así la docente sugiere utilizar un insecticida natural. A partir de esta indicación los alumnos buscan información en los materiales del INTA, y decide que lo ideal es preparar una solución de alcohol y ajo para el control de los pulgones.

Siguiendo la receta del INTA, preparan la solución de ajo utilizando:

  • 1 litro de alcohol.

  • 1 litro de agua.

  • 4 dientes de ajo.

Coloca todos los ingredientes en el vaso de una licuadora y luego de procesarlos obtiene la solución de ajo pero, en el momento de envasarla se encuentra con que no obtiene dos litros sino una cantidad menor.

Aparece entonces otro problema que no había previsto y decide transformarlo en un nuevo contenido a trabajar.
¿Por qué tenemos menos de 2 litros de solución de ajo si colocamos 1 litro de agua y 1 litro de alcohol?
Al encontrarse ante esta situación se aboca a la búsqueda de información ya que ella no tenía la respuesta y las actividades habituales en todos los libros de ciencias del nivel plantean que el volumen de 2 líquidos al momento de mezclarse se suman.
Estudio de casos :
Pero antes de realizar las actividades, nos detenemos a ampliar la estrategia de enseñanza utilizada : Los casos.

Un caso es un instrumento educativo complejo que tiene una forma narrativa e incluye información. Se puede centrar en áreas temáticas específicas. Así nuestro caso se centra en la didáctica específica de las ciencias naturales, pero siempre es de naturaleza interdisciplinaria, como bisagra entre distintas disciplinas. Es importante aclarar que su utilización óptima requiere de un proceso de familiarización por parte del docente y de los alumnos. No es una tarea ni fácil ni instantánea, pero puede ser un muy buen punto de partida para la discusión y el análisis, teniendo en cuenta que siempre nos remite a la formulación de preguntas. También es importante aclarar, que siempre se trata de un caso particular.

Todo caso que se lleva a un aula, debería contemplar:

  • Preguntas críticas (estas preguntas deben fomentar una reflexión inteligente, alejándose de formulaciones que obliguen a los alumnos a recordar una información y repetirla mecánicamente)

  • Trabajo en pequeños grupos. Una característica fundamental de la enseñanza con casos es la de la oportunidad de discutir en pequeños grupos las respuestas que darán a las preguntas críticas. El docente podrá observar el funcionamiento de cada grupo, identificar las ideas comunes, etc.

  • Interrogatorio sobre el caso. Este apartado podría llamarse, “Cómo enseñar a los alumnos a discutir” haciendo foco en las cuestiones importantes, destacando las complejidades y los conflictos, retomando las ideas de los alumnos, centrándose nuevamente en las ideas básicas a desarrollar en la clase.

  • Actividades de seguimiento. Es importante considerar, cuál es el tipo de información extra que se debe agregar a medida que aparecen nuevos interrogantes.



A modo de síntesis, podríamos decir, que el uso de un caso es un punto de partida, y en consecuencia una posibilidad real de atravesar por experiencias de investigación.


A partir de lo expuesto podemos concluir que el uso de problemas abiertos no invalida el trabajo con materiales de laboratorio sino que por el contrario lo justifica.
EJEMPLOS DE SECUENCIAS DIDÁCTICAS DE ACTIVIDADES EXPLORATORIAS Y EXPERIMENTALES

TEMA: Óptica
Jugando con lupas.

Me preguntaban el otro día cuantos aumentos tenía una lupa…. ¿Cómo puedo saber cuánto más grande veo?
Todos utilizamos alguna vez una lupa para poder ver, con más detalles las partes de una hormiga o la trama del papel, etc. Ahora simplemente les proponemos hacer algunas exploraciones:

  • Con una lupa observen los objetos que se encuentran a su alrededor e intenten determinar cuanto más grande se ve a través de ella que a simple vista. Luego, realicen un esquema de lo que acaban de observar.


NOTA PARA EL DOCENTE:

Puede sugerir que realicen lo siguiente:

1. Tomen la medida de un objeto pequeño (largo), luego al mirarlo con la lupa midan su imagen, (virtual) el cociente entre la medida de la imagen y la medida del objeto dará como resultado el aumento de la lupa.


  • Coloquen una lámpara, reflector o linterna arriba de la mesa. Con la lupa traten de enfocar la fuente de luz para que aparezca como “un punto luminoso” sobre la misma (en verdad no es un punto, va a formar la imagen del filamento o del la forma de la lámpara si no es transparente). Completen el siguiente esquema para determinar cómo pasan los haces de luz por la lente de la lupa y se proyecta sobre la mesa.



Para pensar lo que está sucediendo:

  • De acuerdo al esquema que hicieron de los haces de luz atravesando el cristal de la lupa ¿Cómo relacionan este fenómeno con la refracción de la luz?


INFORMACIÓN

Ciertamente, las lupas refractan la luz que pasa a través de ellas y este efecto está incrementado, a su vez, por la forma de los cristales que se utilizan como lentes.

Una lente es un medio u objeto que concentra o dispersa rayos de luz. Las lentes más comunes se basan en el distinto grado de refracción que experimentan los rayos de luz al incidir en puntos diferentes de la lente. Entre ellas están las utilizadas para corregir los problemas de visión en anteojos. También se usan lentes, o combinaciones de lentes y espejos, en telescopios y microscopios.



Algunas versiones dicen que fue Galileo Galilei quien hizo las primeras observaciones sistemáticas del cielo con un telescopio, usando dos lentes convergentes.
Algo más de información, Un resumen de las lentes

Una lente convergente hace las veces de lupa simple cuando el objeto está a una distancia de la lente menor que la distancia focal; entonces la imagen es virtual, está aumentada y es derecha.

Cuando el objeto se encuentra a una distancia superior a la distancia focal, las lentes convergentes producen imágenes reales e invertidas. La posición de la imagen depende de lo cerca que esté el objeto del punto focal. Si está cerca del punto focal, la imagen aparece alejada (como en el caso de un proyector de diapositivas cañón de proyección o de películas). Si el objeto está alejado del punto focal, la imagen está más próxima (como en una cámara). Siempre que se forma una imagen real, el objeto y la imagen están en lados contrarios de la lente.

Cuando se observa el objeto a través de una lente divergente, la imagen es virtual, reducida y está orientada en la misma dirección. Esto ocurre sin importar donde esté el objeto. Siempre que se forma una imagen virtual, el objeto y la imagen están del mismo lado de la lente.


Algunos problemas en la visión

El ojo “normal” es algo más bien ideal que común. Los ojos de gran parte de la población no se suelen encontrar en el rango general de visión comprendido entre 25cm y el infinito (donde alcance la vista). Dos de los defectos más comunes son la incapacidad de ver objetos lejanos y la incapacidad de ver objetos cercanos. Ambos defectos se pueden corregir en gran medida con anteojos o lentes de contacto.




La miopía consiste en la incapacidad de ver de lejos, se refiere al defecto del ojo que sólo puede enfocar objetos cercanos. El punto lejano no está en el in­finito sino a una distancia más cercana, de modo que los objetos lejanos no se ven con claridad. Por lo general, la miopía es causada por un ojo cuyo globo está demasiado alargado, aunque en ocasiones es la curvatura de la córnea la que es demasiado grande. En cualquier caso, la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la retina. Una lente divergente, debido a que hace que los rayos paralelos se separen, permite que los rayos se enfoquen sobre la retina y, por consiguiente, corrige, este defecto.
La hipermetropía consiste en la incapacidad de ver de cerca, Se refiere al de­fecto del ojo que no puede enfocar los objetos cercanos. Aunque los objetos lejanos, por lo general, se pueden ver con claridad, el punto cercano está un poco más retira­do de lo normal, lo cual hace que la lectura sea difícil. Este defecto es ocasionado por un ojo cuyo globo es muy corto o, con menos frecuencia, por una córnea que no tiene la curvatura suficiente. El defecto, se puede corregir mediante una lente convergente. Parecida a la hipermetropía es la presbicia, que se refiere a la disminu­ción de la capacidad del ojo para acomodar, a medida que la persona envejece; el punto cercano se aleja. Las lentes convergentes también compensan esta falla.
El astigmatismo es un defecto que ocurre cuando la cornea está más curvada en una dirección que en otra, lo cual hace que la imagen sea borrosa. Es como si la córnea fuera esférica con una sección cilíndrica superpuesta (como el costado de un tonel). El astigmatismo se corrige con el uso de una lente cilíndrica de compensación. Las lentes que se usan para corregir la miopía o la hipermetropía junto con el astigmatismo se fabrican con superficies cilíndricas y esféricas superpuestas, de modo que su radio de curvatura sea distinto para pla­nos diferentes.
SEGUIMOS CON LAS LUPAS

La imagen que percibimos de un objeto, depende de la distancia y el ángu­lo entre el objeto y el ojo. Por ejemplo, una moneda que se sostiene a 30cm del ojo se verá dos veces más grande que si se sostiene a 60cm. Cuando deseamos examinar los detalles de un objeto, lo acercamos a los ojos, de modo que subtienda un ángulo más grande. Sin embargo, nuestros ojos sólo pue­den acomodarse hasta cierto punto (el punto cercano).



Actividad :

Materiales

1 lupa

Papel de calcar

Una vela chiquita

Porta vela
Disponer los siguientes materiales como se observa en la imagen y describir las distintas características de las imágenes al variar la distancia entre el objeto y la lupa.
Una lupa nos permite observar el objeto como si estuviera más cerca de nuestros ojos. La lente convergente produce una imagen virtual que debe estar por lo menos a 25 cm del ojo, a fin de que éste la vea enfocada. Si el ojo está relajado: la imagen estará en el infinito, y en este caso el objeto estará exactamente en el punto focal. (Generalmente se hace este ligero ajuste cuando mueve la lupa para "enfocar" el objeto.)


¿POR QUÉ VEMOS COMO VEMOS EN UN MICROSCOPIO COMPUESTO­?



Comenzamos la actividad colocando en el microscopio con el mínimo aumento un portaobjeto con una letra o un número del que podamos advertir si su imagen es invertida. Por ejemplo una a o e minúscula, o un número 4. Los colocamos derechos a la observación exterior. Una vez enfocados, se advertirá que la imagen en el ocular es inversa….¿Cuál es la explicación del fenómeno?




Actividad experimental :

Materiales

2 lupas

Papel de calcar

Una vela chiquita

Porta vela



El microscopio compuesto, al igual que el telescopio, usa lentes. objetivo y ocu­lar, un microscopio de los que se utiliza en las escuelas, sirve para observar objetos muy cercanos, de modo que la distancia objeto es muy pequeña. El objeto que se desea observar se coloca justo detrás del punto focal del objetivo, como se muestra en la figura. La imagen formada por la lente objetivo es real, se encuentra bastante alejada de la lente y está muy aumentada. Esta imagen es aumentada por el ocular, que forma una imagen vir­tual, invertida, muy grande, captada por el ojo.

El aumento de un microscopio es el producto de los aumentos pro­ducidos por las dos lentes.




Actividad para continuar con el trabajo con el microscopio
Cuando enseñamos mezclas, trabajamos con los distintos tipos de ellas…. Y algunos materiales, no siempre parecen lo que son, por lo que proponemos:


  • Colocar en el portaobjetos y cubrir una gota de mayonesa y una gota de tinta china y observar las muestras a ojo desnudo.

Llevarlas al microscopio y observar a cada una de ellas con diferentes aumentos en orden creciente.

Este simple trabajo facilitará las ideas acerca de emulsiones y suspensiones…

TEMA : MAGNETISMO

En las cajas que llegan a las escuelas, nos encontramos con materiales tradicionales en los laboratorios escolares. Intentaremos entonces dar ejemplos que permitan ampliar el uso y que no se centre en “mostraciones”. Si bien son múltiples las actividades que se podrán proponer, tomando en cuenta los distintos guiones que hemos trabajado en este tiempo, proponemos algunos a modo de ejemplo de propuesta.
Sobre imanes y magnetismo
¿Todos los metales son atraídos por el imán?
En algunos dibujos animados el imán sólo funciona cuando el personaje se lo saca del bolsillo…¿Será así?

Si tenemos la oportunidad de volar en avión, nos indican que debemos apagar los celulares o colocarlos en modo “avión” ¿A que se deberá esto?

Tal como puede verse las preguntas que aquí se realizan corresponden a la idea de problema planteada en el documento que antecede.

Un poco de información:
Un imán es un material capaz de producir un campo magnético exterior y atraer el hierro (también puede atraer al cobalto y al níquel). Los imanes que manifiestan sus propiedades de forma permanente pueden ser naturales, como la magnetita, o artificiales, obtenidos a partir de aleaciones de diferentes metales.

En un imán la capacidad de atracción es mayor en sus extremos o polos. Estos polos se denominan norte y sur, debido a que tienden a orientarse según los polos geográficos de la Tierra.

La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de campo, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.
Actividad

Podemos observar esta propiedad con los imanes y las limaduras de hierro







Para el docente:
Para profundizar podemos utilizar las simulaciones del pad acerca del magnetismo o bien entrar a:

https://phet.colorado.edu/es/simulation/magnet-and-compass

y probar las distintas opciones que se ofrecen.

Por otro lado la idea de campo magnético puede abonar a la solución de las preguntas problemas planteadas al inicio de la actividad con magnetismo.


Tipos de imanes

  • Los imanes pueden ser: naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales.




  • Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas.

  • Un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha “proporcionado” la propiedad del magnetismo

  • Un imán permanente suele estar fabricado en acero imanado o bien, un material cerámico al que es posible imantar.

  • Un imán temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo.

  • Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espira) por la cual circula corriente eléctrica.



Polos de un imán




Los imanes tienen dos polos magnéticos diferentes llamados Norte y Sur. Si enfrentamos los polos Sur de dos imanes estos se repelen, y si enfrentamos el polo sur de uno, con el polo norte de otro se atraen. Entonces: polos iguales se repelen, polos diferentes se atraen.
Actividad: Con los imanes del equipo “probar” estas opciones.




Otra particularidad es que si los imanes se parten por la mitad, cada una de las partes tendrá los dos polos.

Pueden probar esto utilizando los “imancitos de la heladera”

Los polos del imán siempre aparecen en pares y no se puede tener un polo magnético aislado.

¿Cómo se puede distinguir cada polo?
Cuando analizamos las fuerzas producidas por un imán, parece que éstas se originan en regiones situadas en sus extremos; si además lo suspendemos de manera que pueda moverse con libertad en un plano horizontal, notamos que se alinea en la dirección Norte - Sur aproximadamente. Debido a esto, al extremo que apunta hacia el Norte se le llama polo norte y al extremo que apunta hacia el Sur se le llama polo sur.

Para que se alinee en la dirección Norte-Sur, es necesario que no se encuentren objetos magnéticos en los alrededores, que “distorsionen” el magnetismo terrestre o que puedan ser afectados por el imán.





Un pocoo de Historia:

W.Gilbert fue el primer científico en descubrir que la Tierra en sí es un gran imán y que sus polos se encuentran muy cerca de los polos norte y sur geográficos. Por esta razón, todo imán que se encuentre en libertad de movimientos será atraído por los polos magnéticos de la Tierra y se alineará en la dirección Norte-Sur.

Los modelos que nos brindan explicaciones acerca de como son los imanes, nos dicen que estos parecieran estar constituidos por pequeños elementos magnéticos, que se ordenan, bajo el influjo de un campo magnético.


La siguiente actividad puede facilitar la comprensión:
Materiales:
Un tubo de ensayo con tapón

Limaduras de hierro (también pueden obtenerse “amasando” y deshaciendo un bollito de lana de acero (virulana))

Un imán

Una brújula

Llenen 3/4 partes del tubo de ensayo con las limaduras de hierro, luego póngale el tapón.

Acérquenle la brújula para verificar que el tubo no se encuentre imantado. Froten el tubo con un imán, siempre con el mismo polo, entre 10 y 20 veces, acerquen nuevamente la brújula y observen si se ha convertido en un imán. Presten particular atención a la disposición de los pedacitos de hierro.

Luego agiten fuertemente el tubo y vuelvan a comprobar las propiedades magnéticas.

Una posible secuencia para el estudio del magnetismo en el aula

Algunos abordajes posibles: Luego de proponer una situación desafío, podemos organizar sencillas exploraciones e indagaciones que contribuyan a la construcción de las ideas ligadas con el magnetismo; el objetivo es propiciar que los alumnos observen, por ejemplo, la diversidad de formas, tamaños e intensidades que presentan los imanes, y que adviertan que la acción de los imanes sobre los objetos se manifiesta a distancia y a través de distintos materiales.

También podemos pensar diferentes abordajes para que los alumnos comprendan que la intensidad de un imán se concentra especialmente en determinados lugares de su geometría (construyendo de ese modo la noción de polos magnéticos) y para que analicen las interacciones entre los polos de dos imanes.

Un posible ejemplo para analizar:
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