OBJETIVOS:
Objetivo general:
Diseñar una guía de actividad con el empleo de
la técnica didáctica de laboratorio para la enseñanza de algún tema científico
del programa de ciencias.
Objetivos específicos:
Sintetizar de la forma más adecuada la
técnica de laboratorio para la enseñanza de las Ciencia Naturales.
v Adecuar la técnica didáctica de laboratorio a
los intereses y necesidades de los educandos.
MARCO TEÓRICO:
TEMA: PRESIÓN EJERCIDA POR LOS LÍQUIDOS.
Para el desarrollo del tema obviamente los
estudiantes deben manejar y aplicar los siguientes conceptos fundamentales para
en la práctica de laboratorio.
Concepto
de presión:
Es muy
corriente que las fuerzas se ejerzan sobre una superficie. Dependiendo de la
intensidad de la fuerza (modulo) y de la extensión de la superficie donde
actúe, el efecto de dicha fuerza podrá ser mayor o menor. Por esto, se define
una nueva magnitud física, la presión (P), como la fuerza ejercida (perpendicularmente)
sobre una superficie, por unidad de área (o superficie):
P=F/S
La
unidad de presión en el S.I es el N/m2 que recibe el nombre de pascal (en honor
de Blas Pascal) y se abrevia como Pa.
La
presión nos da una medida de la capacidad para deformar, que tiene una fuerza
que está actuando sobre una superficie. A mayor presión, el efecto “deformador”
será mayor.
Ejemplos:
• La
fuerza ejercida sobre un cuchillo se concentra en una superficie muy pequeña
(el filo del Cuchillo) produciendo una elevada presión sobre los objetos y
deformándolos (corte) con Facilidad.
• Un
esquiador, ejerce una presión baja sobre la nieve debido a que su peso se
distribuye sobre la superficie de los esquís. De esta manera el efecto
deformador de su peso disminuye y no se hunde.
PRESIÓN EN FLUIDOS
¿Qué es un fluido?
Se
denomina fluido a aquellos cuerpos que pueden fluir y
adoptan la forma del recipiente que los contiene.
Los
fluidos se dividen en líquidos y gases, dependiendo de sus fuerzas
(moleculares) de cohesión interna.
La
hidrostática es la parte de la Física (Mecánica) que tiene por objeto el
estudio del comportamiento y de las propiedades de los fluidos en equilibrio.
La hidrodinámica estudia los fluidos en movimiento.
El
concepto de presión es muy útil cuando se estudian los fluidos. Estos ejercen
una fuerza sobre las paredes de los recipientes que los contienen y sobre los
cuerpos situados en su interior. Las fuerzas, por tanto, no se ejercen sobre un
punto concreto, sino sobre superficies.
Transmisión
de presiones en los líquidos: Principio de Pascal
En física,
el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático
francés Blaise Pascal (1623-1662) que se resume en la frase:
“Cualquier presión P ejercido sobre un fluido incompresible
(liquido) encerrado en un recipiente indeformable se transmite por igual (en
todas las direcciones y con la misma intensidad) a todos los puntos del fluido
y a las paredes del recipiente que lo contiene”.
El cambio de presión será igual en todas las direcciones y actúa
mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen.
El
principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en
diferentes lugares y provista de un embolo. Al llenar la esfera con agua y
ejercer presión sobre ella mediante el embolo, se observa que el agua sale por
todos los agujeros con la misma presión
Una aplicación del Principio de Pascal
es la prensa hidráulica.
Principio fundamental de la Hidrostática:
Todos
los fluidos pesan, por ello, cuando están contenidos en un recipiente las capas
superiores oprimen a las inferiores, generándose una presión debida a su peso.
La presión en un punto determinado del líquido deberá depender entonces de la
altura de la columna de fluido que tenga por encima.
Si nos
fijamos en una superficie S (real o imaginaria) de un fluido en equilibrio,
dicha superficie estará sometida al peso de toda la columna de fluido que tiene
encima (Como el fluido esta en equilibrio el resto de fluido estará ejerciendo
una fuerza igual pero de sentido contrario sobre dicha superficie). El peso de
la columna de fluido es:
Peso =W = mg = ρVg = ρ(S・h)g
Por lo
tanto la presion sobre cada punto de esa superficie vendrá dada por:
P= W/s= ρ(S・h)g/S= ρ・h・g
Este
resultado constituye el Principio fundamental de la hidrostática
que afirma que:
“La
presión ejercida por un fluido de densidad ρ en un punto situado a una
profundidad h de la superficie es igual a la presión ejercida por una columna
de fluido de altura h y vale:
P = d・g・h”
(Gymnazium
B, 2000).
TÉCNICA DE LABORATORIO
“La
técnica de enseñanza es el recurso didáctico al cual se acude para concretar un
momento de la lección o parte del método en la realización del aprendizaje”.
(García, 1982).
La técnica es una herramienta útil y se
escoge la mejor técnica de acuerdo a la utilidad y logro de los objetivos que
presente cada tema.
María Cecilia Gómez y Silvia Neyra destacan
otras técnicas adecuadas para enseñar las Ciencias Naturales, estas son:
·
La demostración
·
Las excursiones educativas
·
Técnica de resolución de
problemas
·
Técnicas de laboratorio.
La
técnica de laboratorio tiene como propósito
presentar una situación que poner al alumno en contacto con objetos o fenómenos
reales o simulados y ejerce una acción sobre ellos para elaborarlos,
transformarlos o adquirir la técnica de su manejo.
PLANEAMIENTO DE LA TÉCNICA
TEMA:
PRESIÓN EJERCIDA POR LOS LÍQUIDOS.
OBJETIVOS:
Los alumnos deben ser capaces de:
v Explicar
que todos los líquidos ejercen presión.
v Relacionar
la presión ejercida con la profundidad y naturaleza del líquido.
MATERIALES
NECESARIOS:
v 2
tubos de vidrio de 15 cm de largo cada uno
v 1
tubo de goma
v Agua
que previamente teñida
v 1
manómetro para medir la presión.
v 1
pequeño embudo.
v 1 membrana de goma
v 1 hilo.
v papel
milimetrado.
v 1
recipiente que contenga agua.
v Líquidos
(aceite, agua, querosene, alcohol, etc.).
PREPARACIÓN
DEL LABORATORIO:
Como docente debo realizar una especie de
control para asegurarme de que se cuenta con todo el equipo y materiales
científicos en cantidad suficiente para que todos los alumnos puedan
participar.
Previamente distribuyo los materiales en el
lugar de trabajo de cada grupo de alumnos, antes de que ingresen al
laboratorio.
Además se montaría el equipo y realizar todas
las operaciones iniciales y obviamente debo personalmente realizar la tarea de
laboratorio antes de que los alumnos la ejecuten. Ya que esto me permitirá
familiarizarme con los procedimientos y técnicas que se van a utilizar y así
detectar las dificultades que se pueden presentar.
INSTRUCCIONES:
(redactadas en función de los alumnos).
v ACTIVIDADES
INICIALES:
Observe como sale el agua contenida en una
lata, con orificios situados en distintas alturas.
(Como docente les formularía las siguientes
preguntas:)
¿Por
qué el líquido sale por los orificios?
¿Cómo varía la presión según la profundidad?
¿Ejercerán presión otros líquidos o será una
propiedad exclusiva del agua?
¿Ejercerán presión otros líquidos con la
misma intensidad que la del agua?
v ACTIVIDADES DE
DESARROLLO:
(Una vez que se hayan planteado las
interrogantes, los estudiantes realizarán una experimentación con el fin de
responderlas.)
Se va a trabajar por equipos, cada uno de los
cuales realizará la experiencia con un líquido diferente.
Primero tomen 2 tubos de vidrio de 15 cm de
largo cada uno, únalos con un tubo de goma y sosténgalos con un soporte
vertical.
Ahora, en dichos tubos coloquen el agua que
previamente ha sido teñida con el tinte o colorante.
Con el manómetro midan la presión.
Sobre la boca del pequeño embudo extiendan una fina membrana de goma, atada con
un hilo.
Después, el embudo deben unirlo al manómetro
con un trozo de papel milimetrado. Una vez que lo hayan hecho midan la presión
a distintas profundidades y con distintos líquidos.
Luego coloquen el embudo, a distintas
profundidades, en un recipiente que contenga agua.
Finalmente repitan la experiencia variando
los líquidos (aceite, agua, querosene, alcohol, etc.).
A continuación deben registrar los datos,
ordénenlos en una tabla y luego deberán representarlos gráficamente.
v ACTIVIDADES FINALES:
Realicen un gráfico, con los diferentes
líquidos en relación con la profundidad.
Elaboren las conclusiones resultantes de cómo
los líquidos ejercen presión y además como ésta varía con la profundidad y con la naturaleza.
Respondan a las interrogantes planteadas al
inicio.
CONCLUSIÓN
Es
importante aclarar que los diferentes métodos nos ayudan a seleccionar las
técnicas más adecuadas para poder obtener un logro mayor de los objetivos
propuestos en la enseñanza de las Ciencias Naturales.
Sin
embargo no existe un método exacto que se pueda aplicar, sino que este o estos
dependen de los factores que se estén dando en el tiempo y el espacio, como lo
menciona García el profesor debe seleccionar el método y hacer las adaptaciones
de acuerdo a la disciplina, características e intereses del estudiantes así
como las condiciones de la institución educativa. Sin embargo, los métodos
didácticos son sumamente valiosos para el profesor ya que le permiten orientar
a los estudiantes hacía un razonamiento más unificado, ya que
“…el
método nos permite establecer cuál es el camino indicado, mientras que la técnica
como recorrerlo.” (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de
Monterey, 2010)
Las
técnicas en el desarrollo de la clase nos dan las pautas o lineamientos de las
actividades que se deben desarrollar o considerar ante el abordaje de los
diferentes temas.
“Las técnicas permiten incrementar el
dinamismo de las metodologías así como la motivación de los estudiantes en
torno a su proceso de enseñanza aprendizaje.” (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de
Monterey, 2010).
La
técnica de laboratorio permite que los
alumnos realicen operaciones y no simplemente observar, que participen en lugar
de ser simplemente espectadores. Al realizar experiencias de laboratorio, “…los niños aprenden los procesos de la
ciencia realizando observaciones y experimentos dentro de su propio nivel y
actividades similares a las que desarrollan los científicos adultos.”(García
1982), lo cual es importantísimo, por lo
que considero que para lograr que se manifiesten las actitudes científicas,
tales como el cuestionamiento, búsqueda
de datos, estudios de premisas y consecuencias, críticas, objetividad, rigor
lógico, etc., el ambiente donde se desarrollen los laboratorios debe
favorecerlos.
BIBLIOGRAFÍA
García, Enrique, Rodríguez, Héctor. El
maestro y los métodos de enseñanza. México: Editorial Trillas 1982.
Gómez, María Cecilia y Neira, Silvia.
Antología de técnicas didácticas. 1 ed. San José, C. R. editorial Alma Mater,
1986.
Gymnazium
Budějovicka, 2000 PRESIÓN MECÁNICA DE FLUIDOS. Consultado el 2 de julio 2012.
Disponible en: http://gybugandofisica.scienceontheweb.net/Materiales/Tema2_Presion_fluidos_alumnos.pdf
Vargas, E. (1997) Metodología de la
Enseñanza de las Ciencias Naturales. Antología, San José, Costa Rica,
EUNED.
