ELABORACIÓN DE UNA GUÍA DE LABORATORIO DE CIENCIAS NATURALES

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.