UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 1. Identificación Área: Ciencias de la Naturaleza SC 4: Los sistemas muscular, óseo y nervioso Resumen: Esta Unidad Didáctica tiene como objetivo que los y las estudiantes conozcan la forma en que el sistema nervioso capta el estímulo y elabora una respuesta motora en coordinación con los sistemas muscular y esquelético. Se presenta la relación evolutiva del sistema nervioso y se enfatizan las medidas que favorecen la salud del sistema nervioso. Para la enseñanza de esta Unidad, se realizarán actividades que permitan recuperar los conocimientos previos de los y las estudiantes. Se presentan recursos interactivos para hacer las clases más dinámicas, se realizan investigaciones cuyos resultados se socializan y discuten en una puesta en común, y se construyen modelos de neuronas, entre otras estrategias de aprendizaje. 1 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 2. Descripción Recuerda Todos los seres vivos deben ser capaces de captar los cambios que ocurren en su entorno y responder a ellos. En los animales, esta función es ejecutada por los órganos de los sentidos y el sistema nervioso. La complejidad del sistema nervioso va en aumento, alcanzando su nivel máximo en los seres humanos. Nuestro sistema nervioso se divide en sistema nervioso central y sistema nervioso periférico. •• El sistema nervioso central está compuesto por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo se encuentra dentro del cráneo y está formado por el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. La médula espinal, alojada dentro de la columna vertabral, conduce la información captada por los nervios sensitivos al cerebro; también transmite los impulsos del encéfalo a los nervios y neuronas motoras. •• El sistema nervioso periférico está formado por nervios sensitivos, que captan la información y por nervios motores, que ejecutan las órdenes del sistema nervioso central. La información recorre el sistema nervioso como una descarga eléctrica llamada impulso nervioso. Las neuronas poseen prolongaciones llamadas dentritas y apéndices llamados axones. El impulso nervioso va del axón de una neurona hasta la dentrita de la neurona vecina. A este fenómeno se le conoce como sinapsis. El impulso se produce por un desbalance entre iones de potasio y sodio (bomba de sodio y potasio), mediado por hormonas llamadas neurotransmisores. Atendiendo a la parte del sistema nervioso que los coordine, nuestros movimientos se clasifican en actos reflejos y actos voluntarios. Los actos voluntarios son coordinados por el sistema nervioso central y, como su nombre lo indica, tenemos absoluto control sobre ellos, decidiendo cuando y cómo realizarlos; así, por ejemplo, si decidimos flexionar el brazo, el impulso pasa del cerebro al cerebelo y, luego, de la médula espinal al nervio que está conectado con el bíceps. Los actos reflejos son coordinados por el sistema nervioso periférico; estos movimientos, que no controlamos, están relacionados con funciones vitales como la respiración y también con respuestas a estímulos que sobrepasan el umbral del dolor. 2 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Orientaciones para el/la docente Haga notar a sus estudiantes que los sistemas nervioso, muscular y esquelético funcionan de forma coordinada durante el movimiento. El sistema nervioso coordina la respuesta motora, mientras que el sistema muscular es la parte activa del aparato locomotor, que tira del esqueleto, logrando el desplazamiento. Resalte que una afección en el sistema nervioso puede afectar la capacidad de movimiento, como ocurre en caso de lesiones graves. Aprendizajes esperados A través de esta Unidad Didáctica, los y las estudiantes serán capaces de: •• Identificar las diferentes partes del sistema nervioso humano y explicar su función. •• Describir qué es el impulso nervioso. •• Clasificar movimientos entre actos reflejos y actos voluntarios. •• Explicar las interacciones que ocurren entre los sistemas óseo, muscular y nervioso. •• Describir las características de las enfermedades del sistema nervioso. •• Identificar hábitos saludables para mantener la salud del sistema nervioso. 3 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Mapa conceptual Sistema nervioso está formado por su función es trabaja en colaboración con sistema nervioso central: encéfalo y médula espinal recibir el estímulo órganos de los sentidos procesar una respuesta sistema nervioso periférico: nervios sensitivos y motores transmitir la decisión al sistema encargado de ejecutarlo sistema muscular sistema óseo coordina dos tipos de movimientos voluntarios involuntarios o reflejos Recursos didácticos digitales Para uso de la y del docente: •• Modela el sistema nervioso. Esta página sugiere actividades grupales y construcción de modelos para simular el funcionamiento del sistema nervioso. Disponible en: http://neurociencias.udea.edu.co/ neurokids/modelos.htm •• Libro de neurociencia para colorear. Este es un recurso PDF que contiene ilustraciones para colorear los principales componentes del sistema nervioso: http://faculty.washington.edu/chudler/pdf/colorbooksp. pdf 4 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza •• La sipnasis Un video que muestra cómo ocurre la comunicación entre las neuronas que componen una red neuronal. Disponible en: http://www.educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=40766&referente=docentesl Interacción y movimiento •• El sistema muscular Video animado que muestra la comunicación entre el sistema nervioso y el sistema muscular durante el movimiento. Disponible en: https://www.youtube. com/watch?v=-63cZ9s2lNs •• Las drogas y el cerebro Este recurso contiene un video que muestra los mecanismos de acción de las drogas sobre el cerebro. Disponible en: http://www.educaixa.com/-/las-drogas-y-elcerebro •• Enfermedades del sistema nervioso En este enlace encontrará información útil sobre las principales enfermedades que afectan el sistema nervioso, así como ilustraciones y videos que le permitirán ampliar este tema. Disponible en: http:// www.catedu.es/biogeo3/75_enfermedades_del_sistema_nervioso.html Recursos didácticos digitales Recursos materiales necesarios para las actividades •• Para la comprensión de este tema se necesitan láminas donde se muestren las diferentes partes del sistemas nervioso, así como cartulina, acuarela, hielo seco e hilo de lana para la construcción de los modelos. •• Un proyector, una computadora con bocinas y conexión a la Internet para proyectar los recursos digitales en el aula. Para el uso en el aula •• Sistema nervioso. En este enlace sus estudiantes encontrarán informaciones sobre las partes y funciones del sistema nervioso. Así como recomendaciones para mantener la buena salud de este sistema del cuerpo: http://www.profesorenlinea.cl/ Ciencias/Sistema_nervioso/Sistema_nervioso.html •• Sinapsis neuronal. Este video explica los conceptos de impulso nervioso y sinapsis. Disponible en: https://www.youtube. com/watch?v=zMM4ywUutpgkPopUp?idC ontent=8333 Recursos didácticos que se aportan como anexo •• Anexo 1. Imágenes para la actividad 1. •• Anexo 2. Imagen para la actividad 2. •• Anexo 3. Imagen para la actividad 3. •• Anexo 4. Imagen para la actividad 4. 5 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 3. Secuencia didáctica Tiempo total estimado para todas las actividades Las actividades propuestas conllevan, aproximadamente, una semana para su realización, equivalente a 6 sesiones de 45 minutos de clase. 1. Actividad de inicio / Órganos del sistema nervioso Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Comience el tema, realizando a sus estudiantes preguntas de recuperación de experiencias previas, tales como: ¿Qué es un estímulo? ¿Cuáles órganos de nuestro cuerpo participan en la respuesta a estímulos? Luego, comente que un estímulo es cualquier cambio en el ambiente que provoca una respuesta en nuestro organismo, tal como un ruido, un roce o un cambio de temperatura. Hágales notar que el sistema que participa en la percepción y elaboración de la respuesta ante los estímulos es el sistema nervioso. Puede preguntar ahora: ¿Cuáles órganos del sistema nervioso conocen? ¿Cuál es su función? ¿Qué es una neurona? Luego, muestre a sus estudiantes el recurso Sistema nervioso, con la finalidad de que confirmen sus respuestas y aprendan más sobre este importante sistema de órganos. Si no cuenta con medios para bajar este contenido de la red, muestre a sus estudiantes los esquemas del Anexo 1, explicándoles que el primer esquema representa la corteza cerebral y que el segundo corresponde al sistema nervioso completo. Luego de que observen detenidamente la anatomía del cerebro, la médula, ordéneles que identifiquen, señalando en el esquema de la derecha con el dedo, la ruta que sigue un impulso que viaje desde el cerebro hasta una pierna, por ejemplo y, finalmente, asigne una investigación en distintos medios sobre el sistema nervioso y sus funciones. Luego, presente las respuestas en una puesta en común. Aproveche esta para aclarar las confusiones que tengan sobre el tema. 6 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 2. Actividad / Actos reflejos y voluntarios Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Para explicar la relación que existe entre el sistema nervioso, el sistema muscular y el sistema óseo, realice las siguientes preguntas de contextualización: ¿Alguna vez se han pinchado un dedo? ¿Cómo reaccionaron? ¿Qué es el estornudo? ¿Podríamos contener un estornudo, si así lo decidiéramos? ¿Qué es el hipo? ¿Podemos contener el hipo? ¿Qué sucede cuando alguien nos llama por nuestro nombre? ¿Cuáles partes del sistema nervioso participan en estos movimientos? ¿Cuáles otros sistemas del cuerpo participan en esos movimientos? Dedique unos minutos a explicar las diferencias entre los movimientos voluntarios y los actos reflejos. En el Anexo 2 encontrará ilustraciones que le facilitarán esta labor. Luego, copie en la pizarra los siguientes movimientos y pídales que los clasifiquen en voluntarios o reflejos: caminar (voluntario), bailar (voluntario), estornudar (reflejo), saludar a alguien con la mano (voluntario), retirar el dedo de un objeto caliente (reflejo), toser (reflejo), y correr del peligro (voluntario), entre otros. Dedique unos minutos para ayudarles a identificar sus aciertos y fallos. Explique que en la siguiente actividad construirán modelos de neuronas, utilizando cartulina, hilo de lana, hielo seco y acuarela; insista en que deben procurar todos estos materiales. 7 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 3. Actividad / Impulso nervioso Duración: 2 sesiones de clase (90 minutos) Explique a sus estudiantes que esta actividad se realizará en dos partes; la primera parte de la actividad consistirá en la elaboración de los modelos de neuronas. Verifique que sus estudiantes hayan llevado al aula los materiales solicitados al final de la anterior actividad y explíqueles que procederán con estos a elaborar los modelos, basándose en la observación del Anexo 3. Infórmeles que pueden seleccionar el tipo de neurona que quieran reporducir en su modelo. Pregunte a seguidas: ¿Han escuchado alguna vez la palabra circuito? ¿En qué situación o contexto? Comente que un circuito está compuesto de varios elementos que trabajan de manera coordinada. Por ejemplo, un conjunto de neuronas que se comunican entre sí conforman un circuito. Entre las células que conforman un circuito, el impulso eléctrico viaja en forma de cascada desde una neurona sensitiva hasta una interneurona y, luego, al centro de control (cerebro o médula espinal), donde se procesa la información y transmite, a su vez, una respuesta que viaja de regreso, en forma de impulso eléctrico, a través de una neurona motora. En la segunda parte de la actividad, sus estudiantes reflexionarán sobre la conexión entre el sistema nervioso y el sistema muscular. Reproduzca los videos Sinapsis neuronal y El sistema muscular. Finalizada la presentación, pregunte cómo se relacionan ambos fenómenos, es decir, la sinapsis y el movimiento; sus estudiantes deberán responder a esta pregunta basándose en lo observado en ambos videos. Si no cuenta con medios para reproducir los videos, pídales que coloquen los modelos de neuronas construidos de forma tal que el axón de una se aproxime a la dentrita de otra, formando una red; explíqueles que lo que acaban de representar es una red neuronal y que el impulso nervioso se transmite desde el axón de una neurona hasta la dentrita de otra. Infórmeles que este fenómeno se conoce como sinapsis y que deben producirse millones de ellas para que tenga lugar la neurotransmisión. Pregunte finalmente: ¿Por qué los músculos están conectados a nervios? Sus estudiantes basarán sus respuestas en la explicación que acaban de recibir. Hágales notar que la interrupción de la comunicación entre una neurona sensitiva y el sistema nervioso central impediría recibir el estímulo, mientras que la ruptura de la comunicación entre la neurona motora y el músculo o el centro de control impediría que se ejecutase la respuesta, es decir, el movimiento. Evalúe los modelos de neuronas desde el punto de vista de fidelidad con la estructura que representan y la creatividad mostrada en su elaboración. Puede exponer todos los modelos y solicitar que voten por el que consideran el mejor o los mejores. 8 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 4. Actividad / Salud del sistema nervioso Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Pida a sus estudiantes que investiguen la causa de los siguientes padecimientos del sistema nervioso: Parkinson, cefalea, esclerosis múltiple, Alzeihemer, aneurisma y meningitis, entre otros. Luego, realice una puesta en común con los resultados obtenidos. Pregunte: ¿Tienen todas las enfermedades estudiadas su causa en un mal funcionamiento del sistema nervioso central? ¿Pueden prevenirse algunas de estas enfermedades? ¿De qué forma? Luego, motive una conversación sobre los hábitos que promueven el buen funcionamiento del sistema nervioso. En el Anexo 4 encontrará ilustraciones y explicaciones sencillas sobre los principales trastornos del sistema nervioso. Realice con ellos un ejercicio de lectura de imágenes, al pedir que identifiquen las diferencias entre un cerebro sano y un cerebro afectado por una isquemia o trombosis, así como entre una neurona sana y una neurona afectada por un desorden autoinmune o esclerosis múltiple. Divida a sus estudiantes en grupos de cinco miembros y asígneles infografías sobre el efecto de los agentes psicotrópicos y el alcohol sobre el sistema nervioso, recuérdeles que para realizar este trabajo deben procurar información de distitnos medios y acompañarlas con imágenes que se relacionen con lo investigado. 5. Actividad de cierre / Conclusiones y evaluación Duración: 1 sesión de clase (45 minutos) Entregue a cada uno de sus estudiantes una hoja de papel en blanco donde deberán dar una breve explicación sobre el sistema nervioso y su funcionamiento, apoyándose en los contenidos aprendidos durante el desarrollo de esta secuencia. Llame a sus estudiantes por sus nombres y pida a cada uno que clasifique una acción propuesta por usted como voluntaria o involuntaria; califique su respuesta de forma inmediata. Disponga que cada grupo explique brevemente la infografía que realizó; califique la explicación de acuerdo al dominio de la información. Realice la evaluación de esta Unidad tomando en cuenta la participación de los y las estudiantes en todas las actividades desarrolladas y por la calidad y participación en los trabajos en grupo. Verifique que se han obtenido buenos resultados de los aprendizajes esperados. Evalúe y califique también la calidad de las infografías y ordene la colocación de todas ellas en el mural del aula. 9 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 4. Si observas, trata… Si observas Trata Alguna dificultad para identificar las diferencias entre movimientos voluntarios e involuntarios. De ilustrar esa diferencia con ejemplos como los siguientes: ¿Puedes hacer que tu corazón lata más rápido o más despacio? ¿Verdad que no? Este es un movimiento involuntario. Ahora, levanta tu brazo derecho. ¿Ves que esto sí puedes hacerlo? Ese es un movimiento voluntario. Explique luego que los latidos del corazón son movimientos involuntarios; mientras que el movimiento de los brazos es voluntario. Dificultad para comprender las interacciones entre los sistemas nervioso, muscular y óseo. 10 Resaltar que el movimiento posee dos etapas: coordinación y ejecución. Que el sistema nervioso coordina el movimiento, mientras que los sistemas muscular y óseo participan en la ejecución del mismo. UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante ANEXO 1| Imagen para la actividad 1 Corteza cerebral Lóbulo frontal Cuerpo calloso Tálamo Hipotálamo Cerebro medio Puente tronco encefálico Cerebelo Médula Médula espinal 11 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Cerebro Médula espinal Nervio mediano Nervio radial Nervios toráxicos Nervios lumbares Nervio pudental Nervio ulnar Nervio sacral Nervio ciático Nervio tibial 12 Nervio safeno UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 2| Imagen para la actividad No. 2 Cerebro Fibra nerviosa sensitiva Fibra nerviosa motora Receptor sensitivo Músculo Receptor Arco reflejo monosináptico Arco reflejo polisináptico Médula espinal Estímulo Receptor Neurona sensitiva Neurona sensitiva Interneurona Efector Efector Neurona motora Neurona motora 13 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 3| Imagen para la actividad No. 3 Dendritas Axón Axón Axón Neurona motora 14 Interneurona Interneurona Neurona sensitiva UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 4A | Imagen para la actividad No. 4 3 1 Célula de plasma 2 Anticuerpo Capa de mielina 6 Células T Axón 4 Macrofago Neurona sana Esclerosis múltiple Capa de mielina destruida 9 7 Nódulo de Ranvier Fibra expuesta Célula de Schwann 8 Fibra nerviosa 15 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento 1 Capa de un material lipoprotéico (mielina) que protege los axones de las neuronas. 2 Molécula proteica que se adhiere a cuerpos extraños para que los leucocitos puedan identificarlos y eliminarlos. 3 Células del sistema inmunitario encargadas de la síntesis y secreción de anticuerpos. 4 Leucocitos de gran tamaño que constituyen la segunda línea de defensa contra microorganismos patógenos. 5 Apéndice de una neurona a través del cual se propaga el impulso nervioso. 6 Células inmunitarias que se encuentran en el sistema linfático y son producidas en el timo. 7 Células cilíndricas que rodean a los axones; en neuronas motoras, cuyos axones son de gran tamaño, estas células poseen mielina. 8 Filamentos que se agrupan para formar los axones. 9 Áreas de los axones que quedan expuestas o descubiertas entre las células de Schwann. 16 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Hematoma intercerebral Arteria cerebral Arteria cerebral rota 17 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento Arteria cerebral Área del cerebro afectada por falta de irrigación sanguínea Colesterol Trombo 18 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento ANEXO 4B | Las drogas. Clasificación y efectos http://www.creces.cl/new/index.asp?imat=%20%20%3E%20%2024&tc=3&nc=5&art=38 Una droga es toda sustancia que modifica el funcionamiento de un organismo al serle administrada. Son numerosas las substancias que al ingerirse, inhalarse o inyectarse, interfieren en el metabolismo cerebral, produciendo efectos tóxicos. Según sus efectos, las drogas se clasifican de la siguiente manera: Drogas embriagantes: Alcohol En este grupo se engloban una serie de compuestos orgánicos simples, como el alcohol o constituyentes de solventes orgánicos y productos químicos volátiles, que la mayor parte de las veces se inhalan. El alcohol es una droga cuyo consumo, dependiendo de la cantidad, produce la sensación de bienestar, o la de sedación, intoxicación o inconsciencia. La ingestión continua de alcohol daña las células cerebrales y las destruye paulatinamente. También daña numerosos otros órganos y tejidos. Lesiona al hígado (cirrosis hepática), el páncreas, los riñones y la mucosa intestinal. La ingesta de alcohol eleva la presión arterial, aumenta el riesgo de ataques cardíacos y derrames cerebrales, causa úlceras del duodeno y estómago, como también produce colitis y colon irritable. Drogas alucinógenas. Estas drogas producen efectos denominados estados alterados de conciencia, durante los cuales la persona experimenta diversas ilusiones, principalmente ópticas y auditivas, conocidas como alucinaciones. Entre estas se encuentra el éxtasis. El éxtasis es una droga de la familia de las anfetaminas que, de acuerdo a los usuarios, produce un estado inicial de desorientación y, luego, un agradable y melodioso sentido social. Desgraciadamente es una droga muy tóxica, que mata cierto tipos de células cerebrales produciendo un daño total e irreversible. Drogas depresoras. Este tipo de droga produce estado de sueño, estupor o calma; debido a que inhiben la neurotransmisión, al ser similares a la dopamina y a las endorfinas. En este grupo están 19 UD Propuesta didáctica: unidad Didáctica quinto de primaria | ciencias de la naturaleza Interacción y movimiento todos los tranquilizantes y narcóticos. Son recetadas a las personas con problemas de ansiedad, producen un efecto sedante e hipnótico, pero en dosis mayores a las recomendadas, generalmente, llegan a producir efectos tóxicos, insomnio, agitación, temblores, náuseas y vómitos. Su administración terapéutica continua produce también una dependencia. Drogas estimulantes Como su nombre lo indica, estas drogas estimulan la transmisión de impulsos electroquímicos. Entre estas se encuentran la cocaína, las anfetaminas, y otras. – Cocaína. Esta droga produce aceleración del ritmo cardiaco y al mismo tiempo una constricción de los vasos sanguíneos, por lo que se eleva la presión arterial y se dilatan las pupilas. Estos cambios físicos pueden acompañarse de convulsiones, arritmias, infartos cardiacos, paro respiratorio y hemorragia cerebral, entre otros. –Anfetaminas. Como la cocaína, es una droga estimulante psicomotora. En animales de experimentación se ha podido demostrar que su acción tóxica se produce al disminuir la serotonina en el cerebro. Estudios histológicos muestran alteraciones estructurales en los axones de las neuronas, producen excitación seguida de una marcada depresión, hipertensión arterial y muerte. – Marihuana. Es una droga de amplio uso, que produce múltiples y variados efectos y acciones. Contrariamente a lo que mucha gente cree, se trata de una sustancia muy dañina. A nivel cerebral, aún en pequeñas dosis, altera la función de la memoria, distorsiona la percepción y la capacidad de juicio y también disminuye las habilidades motoras. Se ha demostrado que el uso crónico de la marihuana produce daño cerebral y es muy similar al que se produce normalmente durante el proceso de envejecimiento. Normalmente la marihuana se fuma y en ella hay más factores cancerígenos que en el tabaco. Es más peligrosa aún, porque los fumadores de marihuana tratan de mantener el máximo de tiempo el humo en los pulmones. Otro efecto comprobado de la marihuana es la alteración de los procesos inmunológicos, lo que aumenta la susceptibilidad a las infecciones y las enfermedades. 20