Aplicación del método científico para la determinación del calor

TRABAJO FIN DE ESTUDIOS
Título
Aplicación del método científico para la determinación
del calor específico en el último curso de la Educación
Secundaria Obligatoria
Autor/es
Ana Ferrero Royo
Director/es
Rodrigo Martínez Ruiz
Facultad
Facultad de Letras y de la Educación
Titulación
Máster universitario en Profesorado de ESO, Bachillerato, FP y Enseñanza de Idiomas
Física y Química
Departamento
Curso Académico
2012-2013
Aplicación del método científico para la determinación del calor específico en
el último curso de la Educación Secundaria Obligatoria, trabajo fin de estudios
de Ana Ferrero Royo, dirigido por Rodrigo Martínez Ruiz (publicado por la Universidad de
La Rioja), se difunde bajo una Licencia
Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported.
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El autor
Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2013
publicaciones.unirioja.es
E-mail: publicaciones@unirioja.es
Aplicación del método científico para la
determinación del calor específico en el último
curso de la Educación Secundaria Obligatoria.
Ana Ferrero Royo
Máster en Profesorado: Física y Química
Curso 2012/2013
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 2
2. MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 3
3. PRÁCTICAS DEL MÁSTER............................................................................................... 9
3.1 Contexto escolar..................................................................................................... 9
3.2 Servicios escolares................................................................................................ 10
3.3 Instalaciones ......................................................................................................... 11
3.4 Oferta educativa del centro.................................................................................. 12
3.5 Órganos Educativos del centro............................................................................. 14
3.5.1 Consejo Escolar.............................................................................................. 14
3.5.2 APYMA ........................................................................................................... 15
3.5.3 Departamento de Física y Química ............................................................... 15
3.6 Análisis de grupos................................................................................................. 16
3.7 Reflexión sobre el período de prácticas ............................................................... 17
3.8 Otras actividades realizadas en el centro............................................................. 18
4. UNIDAD DIDÁCTICA “ENERGÍA Y CALOR”. FÍSICA Y QUÍMICA. 4º ESO....................... 21
4.1 Presentación y contextualización......................................................................... 21
4.2 Competencias básicas........................................................................................... 22
4.3 Objetivos generales .............................................................................................. 23
4.4 Objetivos de aprendizaje...................................................................................... 23
4.5 Contenidos............................................................................................................ 25
4.6 Temporalización ................................................................................................... 26
4.7 Materiales y recursos didácticos .......................................................................... 34
4.8 Atención a la diversidad ....................................................................................... 35
4.9 Tipos de evaluación .............................................................................................. 36
4.10 Criterios de calificación ...................................................................................... 38
5. PROYECTO DE INNOVACIÓN....................................................................................... 39
5.1 Resumen ............................................................................................................... 39
5.2 Introducción.......................................................................................................... 40
5.3 Contexto y muestra .............................................................................................. 43
5.4 Objetivos............................................................................................................... 43
5.5 Metodología ......................................................................................................... 44
5.5.1 Planteamiento del problema y formulación de hipótesis............................. 45
5.5.2 Diseños experimentales ................................................................................ 45
5.5.3 Análisis e interpretación de los resultados ................................................... 46
5.5.4 Conclusiones finales ...................................................................................... 51
5.6 Referencias ........................................................................................................... 52
6. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................. 54
7. ANEXOS....................................................................................................................... 55
7.1 Anexo I .................................................................................................................. 55
7.2 Anexo II ................................................................................................................. 55
7.3 Anexo III ................................................................................................................ 55
7.4 Anexo IV................................................................................................................ 56
7.5 Anexo V................................................................................................................. 56
7.6 Anexo VI................................................................................................................ 57
7.7 Anexo VII............................................................................................................... 58
7.8 Anexo VIII.............................................................................................................. 58
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1. INTRODUCCIÓN
En este trabajo Fin de Máster se presenta un resumen de todo lo realizado
durante el curso académico 2012/2013, lo vivido y ejecutado durante el período de las
prácticas en el colegio concertado Santa Teresa de Calahorra junto con una reflexión
final y el Proyecto de Innovación desarrollado en el mismo centro.
En la primera parte de este trabajo se lleva a cabo el análisis en profundidad del
marco teórico, teniendo en cuenta los procesos de enseñanza-aprendizaje de las
materias comunes (Aprendizaje y desarrollo de la personalidad; Procesos y contextos
educativos; Sociedad, familia y educación) y las propias de la especialidad
(Complementos para la formación disciplinar, Aprendizaje y enseñanza e Innovación
docente e introducción a la investigación educativa).
Después, se incluye un resumen de las prácticas del Máster, analizando la
situación, características y funcionamiento del centro por un lado y las relaciones con
los profesores y el análisis de los grupos de alumnos implicados por otro, además de la
mención de todas las actividades realizadas en el centro y una opinión personal.
También se explica dos Unidades Didácticas, una de ellas expuestas durante el período
de docencia que a su vez tiene relación con el Proyecto de Innovación (incluido de
forma específica en este trabajo) y la otra en la que participé como ayudante (anexo
VIII).
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2. MARCO TEÓRICO
Los objetivos principales del Máster de Profesorado se agrupan en torno a tres
grandes ideas:
1. Capacitar a los futuros docentes para enseñar, de manera adecuada al nivel y a
la formación previa de los estudiantes, las materias de Educación Secundaria
correspondientes a la especialidad cursada.
2. Formar a los docentes en habilidades que les permitan actuar profesionalmente
como miembros de un equipo docente.
3. Incorporar en su formación aquellos conocimientos académicos, profesionales
de tutoría y orientación que les permitan desarrollar de forma adecuada su labor y les
faciliten conseguir una formación integral en sus estudiantes.
Por otra parte, en el ámbito de la investigación se plantea como objetivo incidir en
una mejora de los procesos de enseñanza y aprendizaje, a través de la formación
investigadora de los profesores. En este sentido, se pretende que el Máster cumpla
una doble finalidad:
1. Iniciar a los estudiantes en una visión de los complejos procesos de enseñanza y
aprendizaje que les lleve a un análisis en profundidad de los mismos, permitiendo así
el comienzo de su propio desarrollo profesional.
2. Convertir a los estudiantes en agentes del cambio educativo.
El plan de estudios tiene una duración de 60 créditos (cada uno de ellos representa 25
horas de trabajo del estudiante) y se distribuye en tres módulos:
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MÓDULO
GENÉRICO
ESPECÍFICO
PRÁCTICUM
MATERIAS
Aprendizaje y desarrollo de la personalidad
Procesos y contextos educativos
Sociedad, familia y educación
Complementos para la formación disciplinar
Aprendizaje y enseñanza de las materias
correspondientes a la especialidad
Innovación docente e introducción a la
investigación educativa
Prácticum en la especialización
Trabajo fin de Máster
Total créditos del Máster
CRÉDITOS
4,5
4,5
4,5
TOTAL
6
TOTAL
13,5
15
6
TOTAL
13
6,5
TOTAL
TOTAL
27
19,5
60
Tabla 1. Resumen del plan de estudios del Máster de Profesorado de la Universidad de
La Rioja.
El módulo genérico se desarrolla en su totalidad durante el primer semestre.
Son asignaturas comunes, así, esto permite un intercambio de impresiones con otros
alumnos de otras especialidades del Máster y la posibilidad de realizar trabajos
grupales no sólo con compañeros de la especialidad Física y Química.
En el segundo semestre, se desarrollan las materias propias de la especialidad
junto con las prácticas. En este período, se aprende a elaborar Unidades Didácticas y se
desarrolla la capacidad investigadora en la Física y la Química, además, se fomenta el
uso de las TIC como herramientas de trabajo.
Asignaturas comunes:
• Procesos y contextos educativos: en esta asignatura se estudia, por un lado, la
organización interna y el funcionamiento de los centros escolares gracias al manejo de
los documentos básicos que rigen cada centro: la Programación Didáctica,
Programación General Anual, Plan de Acción Tutorial, Plan de Atención a la Diversidad,
Plan de Convivencia, Programaciones de Departamentos, etc. Y por otro lado el
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manejo de leyes y documentación relacionada como BOR, BOE, LOGSE, LOE, Ley
General de Educación de 1970.
• Sociedad, familia y educación: se analiza de manera exhaustiva la influencia de
diferentes aspectos que afectan a la educación como pueden ser la sociedad, la
familia, el entorno, el centro o las funciones educadoras del profesor. Para ello, a lo
largo de esta asignatura se fomenta el debate y las ideas que cada alumno posee sobre
temas importantes como: el entorno familiar, las jerarquías sociales, la inmigración, las
desigualdades sociales…
• Aprendizaje y desarrollo de la personalidad: la psicología es la ciencia que trata
la conducta y los procesos mentales de los individuos. Explora conceptos como la
percepción, la atención, la motivación, la emoción, el funcionamiento del cerebro, la
inteligencia, la personalidad y las relaciones personales. De forma general, en esta
materia se estudian las teorías del desarrollo cognitivo de la mano de autores como
Piaget y el desarrollo de los seres vivos, tanto cognitivo como social y emocional,
centrándose principalmente en la etapa que afecta a la docencia, la adolescencia,
analizando los problemas que pueden presentar las personas en este ciclo de la vida.
También se tratan factores que favorecen o dificultan el desarrollo de los
individuos (cualquier tipo de discapacidad tanto física como psicológica, altas
capacidades, característica educativas especiales), el comportamiento interno del aula
y la relación alumno y profesor.
Durante el desarrollo de esta signatura, se elaboró un artículo científico acerca
de “La evolución y funciones de la amistad desde la infancia hasta la adolescencia”.
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Asignaturas específicas:
•
Complementos para la formación disciplinar: En primer lugar se realizó un
estudio de la historia de la Física y la Química desde la antigüedad hasta la actualidad
atendiendo a aspectos como su evolución histórica o la necesidad del uso de energías
renovables en nuestra sociedad. Posteriormente, se mencionó de forma detallada la
evolución de los planes de estudio desde los años 70 hasta los actuales, centrándonos
en la LOGSE y la LOE.
Además, durante el desarrollo de esta asignatura, se lleva a cabo una lectura
exhaustiva de una serie de artículos publicados en revistas científicas escogidos por el
docente. El objetivo de esta actividad fue la realización de un resumen del mismo
adaptándolo a un curso de la Educación Secundaria y la realización de una propuesta
acerca de cómo se puede introducir dicha actividad en una sesión de aula, fomentando
así la atención de los alumnos y la aplicación de la ciencia en el mundo real.
Otra de las actividades consistió en la realización de una serie de prácticas de
Física en el laboratorio y el posterior informe detallado de las mismas.
Esta asignatura permite ver la ciencia como un proceso dinámico y cambiante y
tomar conciencia acerca del uso de recursos didácticos para la actividad docente como
prácticas experimentales, lecturas de artículos publicados o prácticas sencillas para
realizar en el aula y ampliar el grado de motivación de los alumnos.
• Aprendizaje y enseñanza de la Física y la Química: se imparte durante los dos
semestres. En ella se estudia los principales modelos de Enseñanza-Aprendizaje en la
Física y la Química, las competencias establecidas, el marco legislativo o incluso el uso
de las Tecnologías de la Información y la Comunicación como una herramienta de aula
para la resolución de problemas o afianzar conceptos.
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También se tratan las ideas previas que pueden tener los alumnos tanto en
Física como en Química, cómo detectarlas y cómo modificarlas en caso de que sean
erróneas.
Durante el desarrollo de esta asignatura, se llevó a cabo la actividad
Divulgaciencia gracias a la cual, por medio de una serie de experimentos que nosotras
mismas propusimos y realizamos, los alumnos de los centro escolares que quisieron
participar vieron la Ciencia no solo como algo teórico, sino también como algo
práctico. Además, con esta actividad, tuvimos contacto por primera vez con alumnos
antes del inicio del período de prácticas.
En el segundo semestre, por un lado, se explicó las pautas a seguir para la
realización correcta de una Unidad Didáctica, elaborando cuatro, con su posterior
exposición y calificación, y, por otro lado, asistimos al Programa de Promoción de la
Cultura Científica y Tecnológica que tuvo lugar en la Casa de las Ciencias de Logroño.
Dicho programa consta de una serie de conferencias impartidas por investigadores y
catedráticos dentro de las ramas de la Química, Física y Biología. Tras la asistencia a las
conferencias se elaboró y explicó a los compañeros un resumen de la misma y una
propuesta de introducción de esta actividad en una Unidad Didáctica de cualquier
curso de nuestra especialidad.
• Innovación docente e iniciación a la investigación educativa: en primer lugar, se
llevó a cabo el análisis de trabajos científicos que atienden a diferentes líneas de
investigación indicando las relaciones existentes entre las líneas y diferenciando entre
investigación e innovación. Después, se elaboró un mapa conceptual sobre los factores
y colectivos implicados en el desarrollo de la Didáctica de las Ciencias Experimentales.
Luego, por otro lado, se estudió el papel tan importante que poseen las imágenes y las
actividades existentes en los libros de texto, comparando varios entre sí. También se
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realizó una lectura de un artículo sobre atención a la diversidad, resumiendo las ideas
principales y que más adelante Pilar Treviño, conferenciante invitada a una sesión de
aula, nos enseñó a plasmarlas en la vida real. Se fomentó la importancia de las
actividades de Enseñanza-Aprendizaje comparando entre todas nosotras las Unidades
Didácticas que habíamos realizado durante el transcurso del Máster, llegando a la
conclusión de la importancia sobre la interacción alumno-profesor.
Ya por último, revisamos materiales de proyectos educativos, actas de congresos y
libros de Didáctica que posteriormente fueron utilizados en la realización del Proyecto
de Innovación junto con todo lo aprendido, tanto con esta asignatura como con las
demás. Este Proyecto se llevó a cabo durante el período de prácticas y se incluyó en un
portafolio específico de la asignatura junto con todas las actividades realizadas a lo
largo del semestre y explicadas anteriormente. Con dicho Proyecto se llegó a la
conclusión de que la aplicación de la innovación y la investigación en la docencia
mejoran los procesos de Enseñanza-Aprendizaje, motivan a los alumnos y ven la
ciencia como algo experimental, no únicamente teoría.
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3. PRÁCTICAS DEL MÁSTER
3.1 Contexto escolar
El colegio Santa Teresa de Jesús está ubicado en la localidad riojana de
Calahorra.
Calahorra es una ciudad española de la Comunidad Autónoma de La Rioja,
perteneciente a la comarca de la Rioja Baja. Tiene en torno a 30.000 habitantes, por
ello se considera la segunda ciudad de la Comunidad Autónoma en importancia y
población tras la capital, Logroño.
El 17 de marzo de 1888 llegó a Calahorra la comunidad fundadora. La Diócesis
de Calahorra, hizo habilitar y cedió para colegio y vivienda de la Comunidad la planta
baja de la casa de los deanes y una zona contigua de palacio. El colegio empieza a
funcionar como colegio de San José y San Antonio.
En 1927 el obispado rehabilitó y cedió para colegio el edificio que hoy ocupa.
Recibió un nombre muy calagurritano: "Colegio Teresiano de los Santos Mártires".
Pero este colegio también ha sido cuna y escuela de maestras: la Escuela de
magisterio Santa Teresa de Jesús de Calahorra comienza a funcionar el curso 1957-58;
hasta entonces las alumnas de magisterio estudiaban por libre y se examinaban en
Logroño. Funcionó durante quince años.
Durante el curso 2009-2010 el colegio pasa a formar parte de la Fundación
Escuela Teresiana, Fundación constituida el 29 de diciembre de 2009 por la Compañía
de Santa Teresa de Jesús.
En 1888 se encontraba situado prácticamente a las afueras, en el límite del
casco antiguo de Calahorra; en la actualidad, está junto al Ayuntamiento.
Actualmente el colegio cuenta con Educación Infantil, Educación Primaria,
Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato y Programa de Cualificación Profesional
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Inicial. A los niveles educativos se une una gran oferta de actividades complementarias
y extraescolares, así como numerosos servicios que pretender dar respuesta a las
necesidades familiares.
3.2 Servicios escolares
Con el fin de facilitar el desarrollo de la actividad educativa, la conciliación de la
vida laboral y familiar de los padres, así como la relación familia colegio, se ofrecen los
siguientes servicios:
Servicio Madrugadores: Para aquellas familias con hijos en Educación Infantil y
Educación Primaria que por cuestión de horarios no pueden venir al centro a las 9.30,
se oferta este servicio desde las 8.30.
Comedor escolar para todos los alumnos del colegio que lo deseen.
Página WEB: Medio de información y comunicación a través del cual se siguen
los momentos y noticias relacionadas con la vida escolar.
Plataforma Educamos: Instrumento de comunicación e información para una
constante relación familia-colegio.
Servicio de Orientación para todos los alumnos: Comprende tanto aspectos
psicopedagógicos como de Orientación educativa y profesional.
Seguro Escolar con carácter obligatorio para los alumnos de 3º y 4º de ESO y
Bachillerato. Para el resto de alumnos, se contrata una póliza que cubre los accidentes
en horario y actividades escolares.
Resolución de dudas por la tarde para alumnos de ESO y Bachillerato.
Tienda donde se adquieren el uniforme y el equipo de Educación Física.
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3.3 Instalaciones
El colegio Santa Teresa de Calahorra acoge en sus aulas a alumnos desde 1º de
Educación Infantil hasta 2º de Bachillerato. Además, sus amplias instalaciones
permiten que alumnos de otros centros practiquen numerosas actividades
extraescolares.
Los dos primeros cursos de Educación Infantil tienen una entrada propia por la
parte de atrás del edificio, además de su zona de juegos, aula de psicomotricidad, aula
de audiovisuales, casita de muñecas y un patio donde pueden realizar diversas
actividades.
Los alumnos de Educación Primaria acceden al colegio por la puerta del patio;
mientras que los de ESO, Bachillerato y PCPI por la portería. Educación Primaria, 1º y
2º de ESO tienen a su disposición como zona de ocio y deporte un amplísimo patio,
donde se puede practicar fútbol y baloncesto.
Aparte de las aulas convencionales, el centro dispone de una capilla, una
Infoteca, un aula de ordenadores, pizarras digitales en todos los ciclos educativos,
laboratorio de Física, laboratorio de Química, clases para apoyos, dos gabinetes de
orientación, biblioteca y comedor.
Destaca entre las instalaciones un pabellón donde se sitúan un aula de
Tecnología, un aula de Música, aula de judo, un auditorio, vestuarios, baños y duchas y
dos canchas donde se practican gimnasia rítmica, atletismo, fútbol, baloncesto,
voleibol, bádminton, tenis de mesa…
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3.4 Oferta educativa del centro
Etapas educativas.
ENSEÑANZAS
CICLO/ITINERARIO
EDADES
CURSOS
EDUCACIÓN INFANTIL
2º CICLO
3, 4, 5
1º, 2º y 3º
1º CICLO
6, 7
1º y 2º
2º CICLO
8, 9
3º y 4º
3º CICLO
10,11
5º y6º
ETAPA
12,13,14,15
1º, 2º, 3º y 4º
16
1º
17
2º
16
1º
EDUCACIÓN PRIMARIA
ESO
HUMANIDADES Y
BACHILLERATO
CIENCIAS SOCIALES
CIENTIFICOTÉCNICO
PCPI
SERVICIOS AUXILIARES DE
OFICINA
Tabla 2. Resumen de las ofertas educativas del centro.
Proyectos escolares
El centro participa en varios proyectos de innovación educativa:
PROYECTO CÉLULA EUROPA: El colegio abre sus puertas a Europa y propicia
diversas actividades que abren horizontes al Continente promoviendo el estudio de
idiomas y la proyección de diversas actividades.
PROYECTO DE INMERSIÓN LINGÜÍSTICA: promovido desde la Consejería de
Educación. Su objetivo es fomentar el aprendizaje de las segundas lenguas desde
cualquier área o materia del currículo. Por ello, se realiza la inmersión en Francés e
Inglés desde Educación Infantil.
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ESCUELA 2.0: La Consejería de Educación de La Rioja ha dotado al centro de tres
aulas digitales (6º Educación Primaria, 1º ESO y 2º ESO) con el objetivo de que los
alumnos utilicen las TIC como instrumento de aprendizaje.
MODELO EFQM: El colegio obtuvo la Q de plata en el curso 2008-2009,
reconocimiento al trabajo realizado por todo el claustro para ofrecer una educación de
calidad siguiendo el modelo EFQM.
PROYECTO DISTINCIÓN COLEGIO DEPORTIVO: Recoge tanto el deporte escolar
como el extraescolar.
TALLER DE INTERIORIDAD: Taller de Interioridad para niños de 2º y 3º de
Educación Infantil y 1º de Educación Primaria.
Actividades extraescolares
En el centro, en horario extraescolar, se puede realizar diversas actividades:
Deportivas. Desde la Agrupación Deportiva Teresiana (ADT) se ofrecen los
siguientes deportes: Atletismo, Baloncesto, Fútbol, Judo, Voleibol, Badminton, Pelota,
Ajedrez, Gimnasia rítmica, Patinaje, Hockey sobre patines, Tenis de mesa.
Culturales: Inglés, Filatelia, Taller de Periodismo, Taller de dibujo y pintura.
Escuela de Música: Desde 1º de Educación Infantil: Jardín Musical, Iniciación,
lenguaje musical, instrumento (piano, clarinete, trompeta, percusión, guitarra, guitarra
eléctrica) y banda.
Taller de Inteligencia emocional.
Convivencias en El Rasillo alumnos 1º y 2º Educación Primaria.
Rasillo Summer 3º y 4º Educación Primaria.
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3.5 Órganos Educativos del centro
3.5.1 Consejo Escolar
El Consejo Escolar está presidido por el Director Pedagógico de Secundaria,
Joaquín Gil, y está compuesto por representantes de la titularidad, profesores, padres,
alumnos y personal de administración y servicios. Tiene como principales atribuciones
las siguientes:
•
Aprobar y evaluar la Programación General Anual.
•
Establecer los criterios sobre la participación del centro en actividades
culturales, deportivas y recreativas, así como en aquellas acciones asistenciales
a las que el centro pudiera prestar su colaboración.
• Establecer relaciones de colaboración con otros centros, con fines culturales y
educativos.
• Resolver los asuntos de carácter grave planteados en el centro en materia de
disciplina de alumnos.
• Aprobar el presupuesto del centro en lo que se refiere tanto a los fondos
provenientes de la Administración como a las cantidades autorizadas, así como
la rendición anual de cuentas.
• Aprobar el Reglamento de Régimen Interior del centro.
• Supervisar la marcha general del centro en los aspectos administrativos y
docentes.
• Participar en el Consejo Escolar Municipal.
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3.5.2 APYMA
La APYMA es la Asociación de Padres y Madres del Colegio de Santa Teresa.
Junto a alumnos, profesores, personal no docente y hermanas, forman la Comunidad
Educativa.
Todos los padres y madres de los matriculados pertenecen por derecho a la
Asociación de Padres y Madres.
La APYMA cuenta con la Junta que se reúne mensualmente, con el fin de
apoyar la labor educativa del centro, de colaborar en distintas actividades, de aportar
sugerencias y fomentar actividades formativas para los padres.
3.5.3 Departamento de Física y Química
Jefe de Departamento: Joaquín Gil.
Los objetivos planteados por el Departamento para el curso 2012-2013 son los
siguientes:
•
Potenciar la observación y la experimentación como método de aprendizaje en
el área del conocimiento del medio.
•
Potenciar el uso de las nuevas tecnologías como cauce de investigación.
•
Formación
en
las
Competencias
Básicas
para
introducirlas
en
las
Programaciones Didácticas.
•
Revisar los contenidos mínimos y los criterios de evaluación y calificación de
todos los cursos.
•
Proporcionar cauces de formación de profesores para promover cambios
metodológicos.
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•
Potenciar la cultura del reciclaje en el centro.
•
Concienciar a los alumnos sobre consumo energético y dar medidas de ahorro
energético.
Todos los jueves, de 16h a 17h, se lleva a cabo una reunión de etapa de ESO,
Bachillerato y PCPI con todos los profesores involucrados en estos cursos.
3.6 Análisis de grupos
Durante las prácticas he tenido la ocasión de conocer y seguir el día a día de las
clases de:
-
3º ESO. Física y Química.
-
4º ESO. Física y Química.
-
1º Bachillerato. Física y Química.
-
2º Bachillerato. Física.
-
2º Bachillerato. Química.
Los dos grupos de 3º ESO son prácticamente iguales, en ambos, tanto en el A
como en el B, hay extranjeros (2 chicas en el A y 3 chicas en el B). Son clases de 30
alumnos, algo habladores debido a la edad que presentan y con dificultades a la hora
de coger apuntes ya que hay que estar pendiente de ellos para que realicen ese
esfuerzo debido a esa actitud pasiva que presentan.
El grupo de 4º de Educación Secundaria Obligatoria consta de 25 alumnos. En
dicho grupo es en el que me voy a centrar tanto para el desarrollo de la Unidad
Didáctica “Energía y calor” como para el Proyecto de Innovación que se exponen más
adelante, así como su análisis y conclusiones.
El grupo de 1º de Bachillerato de Física y Química, esta compuesto por 18
alumnos, mas o menos, mitad chicos y mitad chicas. Hay dos alumnos sudamericanos,
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uno de ellos presenta facilidad por la distracción y por ello hay que estar
constantemente encima de él y el otro es una brasileña que tiene la doble
nacionalidad, y para no perder esta situación administrativa, viene al colegio pero sólo
como oyente durante un trimestre (norma a nivel de España) por lo que está exenta de
exámenes. El nivel de este grupo es bastante elevado, y por ello todos los profesores
han depositado muchas esperanzas en ellos. En este grupo se desarrolló la segunda
Unidad Didáctica citada en este Trabajo de Fin de Máster “Cinemática” (anexo VIII),
pero, en este caso, mi participación fue a la hora de la resolución de dudas durante las
sesiones de ejercicios o corrección de los mismos.
El grupo de 2º de Bachillerato de Física consta exclusivamente de 2 chicos, uno
de ellos colombiano, muy trabajador y que intenta llevar todo el estudio al día. Sin
embargo, el otro alumno es justamente lo contrario. Por otra parte, el grupo de 2º de
Bachillerato de Química esta formado por 1 chico y 5 chicas, mantienen una buena
relación entre ellos pero no son muy trabajadores, a excepción de una alumna, el
resto, deja todo para el último momento y por lo tanto, en los exámenes no rinden lo
que se espera de ellos.
3.7 Reflexión sobre el período de prácticas
Después de finalizar la Licenciatura en Química me centré en la Enología
obteniendo así también la Licenciatura que me permite trabajar en el mundo del vino,
pero a pesar de ello, la idea de ser profesora tampoco me ha disgustado nunca, y es
por eso por lo que decidí realizar este Máster, sin estar del todo convencida de cual
quería que fuera mi futuro profesional. Ahora, puedo decir que el mundo del vino me
apasiona pero la enseñanza también, quizás incluso más ya que esta experiencia ha
sido muy gratificante.
17
En mi opinión, lo dos meses de prácticas en el Máster son necesarios para saber
si realmente la enseñanza me gusta, ya que ser profesora implica mucha vocación.
Además, así se puede ver el funcionamiento de un centro por dentro; en la etapa de
alumnos nos quedamos con lo que haces en el día a día, profesores, clases, exámenes
y parece que no hay nada más, pero no es así, gracias a este tiempo he podido apreciar
la necesidad del compañerismo entre profesores, las reuniones, preparación de clases,
corrección de exámenes…. Por ello, puedo afirmar que las prácticas realizadas en el
colegio Santa Teresa han sido muy placenteras y necesarias para mi futuro.
Para poder realizarlas, hay que agradecer a la Universidad de La Rioja, que es la
que permite que exista este Máster y al colegio Santa Teresa de Calahorra por
acogerme allí. A todos los profesores del centro y en especial a mi tutor, Joaquín Gil,
profesor de Física y Química, por apoyarme y prestarme su ayuda en todo momento,
permitiéndome desde el inicio el poder dar una clase, confiando en mi totalmente.
Gracias a todos ellos puedo decir que estos meses siempre los tendré
presentes.
3.8 Otras actividades realizadas en el centro
Desde el primer día asistí a todas las clases que impartía mi tutor del centro, y
aunque no intervine en todas, me ha servido de gran ayuda el observarlo ya que así he
podido aprender bastante sobre el manejo de una clase y de cómo tratar a los alumnos
en determinadas situaciones.
Además, tuve la posibilidad de asistir a los 15 minutos de oración que se realiza
de forma diaria antes de comenzar las clases, para ver en que consistía esta práctica y
cómo se realizaba.
18
También tengo que destacar que este año es el 125 aniversario del colegio, por
lo que colaboré y participé en la preparación de un Lipdub del colegio.
http://www.youtube.com/watch?v=HfLfBpJMdXs
En cuanto a las actividades desarrollas en los grupos:
3º ESO
o Control en el examen de la 2º evaluación y en la recuperación.
o Presencia en el tema de Enlace Químico (tabla periódica, regla del
octeto, capa de valencia, esquema del enlace químico) y nomenclatura
(óxidos, hidruro, ácidos), impartiendo mi primera clase “formulación de
óxidos” y resolviendo dudas cuando se les planteaban ejercicios sobre el
tema.
o Asistencia a todas las clases de explicación de compuesto binarios
(óxidos, hidruros, metal con no metal), hidróxidos, ácidos.
4º ESO
o Resolución de dudas sobre el principio de Arquímedes.
o Control en el examen del tema 3 al 5.
o Presencia en el tema 6 (Energía y trabajo)
o Presencia en la exposición de los trabajos grupales sobre “La energía y
sus fuentes” y su posterior ayuda en la valoración.
o Desarrollo de mi Unidad Didáctica “Energía y calor”
o Desarrollo del Proyecto de Innovación
1º Bachillerato
o Presencia en el tema “Cinética” (ver Unidad Didáctica en anexo VIII)
o Ayuda en la resolución de ejercicios de Cinemática.
o Control en el examen de recuperación de la 2º evaluación.
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o Presencia en el tema “Dinámica”.
o Control en el examen de Cinética y ayuda en la valoración.
2º Bachillerato. Física.
o Presencia en las clases de explicación de onda armónica con ejercicios,
perturbaciones y ondas estacionarias.
o Visión de un ejercicios práctico realizado por mi tutor sobre los
fenómenos de refracción, difracción y reflexión de las ondas en el agua.
o Presencia en las clases del tema “Luz”.
o Visión de un ejercicios práctico realizado por mi tutor sobre la reflexión
y la refracción de la luz.
o Presencia en las clases del tema “Óptima geométrica” y control en el
examen de esa unidad.
2º Bachillerato. Química.
o Presencia en las clases de explicación del equilibrio químico, principio
de Le Chatelier, producto de solubilidad y reacciones ácido-base.
o Ayuda en las clases de resolución de dudas de exámenes de PAU sobre
el tema tratado.
o Realización de la práctica “lluvia dorada”: Pb(NO3)2 + 2 KI → PbI2 + 2
KNO3 donde el yoduro de plomo posee un color amarillo intenso que al
calentarlo se vuelve incoloro pero luego, cuando se enfría, vuelve a ser
amarillo, cayendo como si fuera una lluvia de oro.
o Realización de la práctica de precipitación de AgCl a partir de AgNO3 y
NaCl.
20
4. UNIDAD DIDÁCTICA “ENERGÍA Y CALOR”. FÍSICA Y QUÍMICA. 4º ESO
4.1 Presentación y contextualización
La Unidad Didáctica “Energía y calor” está encuadrada en el Decreto 5/2011 de 28
de Enero (B.O.R 04-02-2011) dentro del cuarto curso de la Educación Secundaria
Obligatoria y pertenece al bloque 3 “Profundización en el estudio de los cambios”
junto con otras Unidades Didácticas:
“La energía y sus fuentes”.
“Energía y trabajo”.
“Energía y ondas”.
El concepto de Energía se inicia en el 2º curso de la ESO en la asignatura Ciencias
de la Naturaleza, en el bloque 2 “Materia y energía” y en el bloque 3 “Transferencia de
energía”.
Además, el concepto de cambio de estado es tratado por primera vez en el 1º
curso de la ESO en la asignatura Ciencia de la Naturaleza en el bloque 2 “La Tierra en el
Universo”.
Esta Unidad está a su vez relacionada con otras Unidades Didácticas dentro de la
asignatura de Física y Química de 4º ESO como son “La energía y sus fuentes”, “Energía
y trabajo” y “Energía y ondas”, todas ellas pertenecientes al bloque 3 “Profundización
en el estudio de los cambios”.
En esta etapa, el aprendizaje y la enseñanza debe encaminar a los alumnos hacia
la decisión de su futuro académico ya que cierran un ciclo con 16 años y pueden elegir
bien una formación profesional, una rama del Bachillerato o su inserción en el mundo
laboral. Por ello, el interés y motivación tanto del profesor como del alumno en este
curso es lograr acabar el ciclo con éxito y haber intentado consolidar su decisión para
el camino que iniciarán.
21
4.2 Competencias básicas
Las competencias básicas trabajadas a lo largo de esta Unidad Didáctica son las
siguientes:
Conocimiento en el conocimiento y la interacción con el mundo físico: a partir
del concepto de calor como forma de transmisión de energía, la medida de la
temperatura, los efectos del calor (aumento de la temperatura, dilación y cambio de
estado) y de su propagación, se llega a entender la importancia de los procesos
energéticos que nos rodean y de los problemas a los que se enfrenta la sociedad.
Competencia matemática: expresión de datos e ideas mediante la utilización
adecuada de herramientas y formas de expresión acordes con el contexto de la
energía.
Tratamiento de la información y competencia digital: empleo de las tecnologías
de la información y la comunicación para visualizar on line los conceptos tratados en
esta unidad y afianzar así las explicaciones.
Competencia en comunicación lingüística: adquisición del lenguaje científico
específico sobre el tema (conceptos como calor, temperatura, calor específico, calor
latente, dilatación).
Competencia para aprender a aprender: ampliación del conocimiento de cada
alumno de los conceptos adquiridos en el curso anterior sobre esta unidad, se persigue
que el alumno fomente su capacidad por aprender de una forma autónoma.
Autonomía e iniciativa personal: para trabajar esta competencia, se realizan
diferentes ejercicios a lo largo del desarrollo de la unidad y se proponen algunos extras
para valorar la iniciativa de cada alumno.
Competencia social y ciudadana: se potencia la cooperación y el trabajo en
equipo gracias a la realización de una práctica de laboratorio, además, dentro de esta
22
unidad, se introduce al alumno en el marco histórico de la Química nombrando a
Fahrenheit, Kelvin y Celsius entre otros.
4.3 Objetivos generales
Los objetivos generales que se persiguen son los siguientes:
Comprender y expresar mensajes científicos relacionados con el calor utilizando
el lenguaje oral y escrito con propiedad además de los sistemas de notación adecuados
para los procesos de transferencia de energía térmica.
Afianzar los contenidos teóricos explicados en las clases (dilatación, calor
específico, calor latente, temperatura…) mediante la resolución de cuestiones y
ejercicios.
Participar en la realización de una práctica científica sobre la determinación de
la expresión del calor específico mostrando un comportamiento activo.
Comprender la importancia de los procesos de transferencia de energía para
abordar numerosas situaciones cotidianas y participar en la toma de decisiones
fundamentadas para poder construir un futuro sostenible y una mejora del medio
natural.
Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación, para realizar
simulaciones, tratar datos, adoptar decisiones y afianzar los contenidos aprendidos.
4.4 Objetivos de aprendizaje
Los objetivos de aprendizaje son desarrollados a partir de los objetivos generales
mencionados
anteriormente
y
están
divididos
en
objetivos
conceptuales,
procedimentales y actitudinales.
23
Objetivos conceptuales.
Relacionar la teoría cinética con el movimiento térmico y el equilibrio térmico.
Establecer el concepto de calor y temperatura.
Reconocer los diferentes efectos del calor (aumento de la temperatura, cambio
de estado y dilatación).
Distinguir los tres mecanismos de propagación del calor: conducción,
convección y radiación.
Conocer las distintas escalas térmicas y la relación entre ellas.
Determinar la expresión del calor específico por medio del método científico.
Justificar por qué se produce un cambio de estado y formular la expresión
adecuada para el calor latente.
Definir la dilatación de un sólido (lineal, superficial o cúbica), de un líquido y de
un gas.
Determinar las expresiones que relacionan la variación de longitud, superficie y
volumen de un cuerpo con la temperatura.
Describir el funcionamiento teórico de una máquina térmica y la expresión de
su rendimiento.
Identificar el calor como un proceso de transferencia de energía entre los
cuerpos que poseen distinta temperatura.
Objetivos procedimentales.
Realizar cálculos con las expresiones de calor latente de cambio de estado y
calor específico.
Razonar la definición de temperatura desde el punto de vista de la teoría
cinética.
Resolver problemas donde intervengan las diferentes escalas térmicas.
24
Comparar los tres mecanismos de propagación del calor: conducción,
convección y radiación.
Especificar claramente los conceptos de calor y temperatura.
Analizar correctamente ejercicios donde intervengan las expresiones que
relacionan la variación de longitud, superficie y volumen con la temperatura en sólidos
y gases.
Comentar el funcionamiento teórico de una máquina térmica y utilizar la
expresión del rendimiento para valorar su eficacia.
Analizar los datos obtenidos en el laboratorio y redactar un informe detallado
de los mismos.
Objetivos actitudinales.
Apreciar los trabajos en equipo y fomentar la participación en el aula.
Juzgar y valorar de forma crítica la contribución de los procesos de energía en
forma de calor en el cambio de las condiciones de vida, así como mostrar una actitud
positiva hacia la necesidad de ahorrar energía.
Valorar las centrales térmicas como productoras de energía.
Colaborar con el orden y la limpieza en el laboratorio y respetar las medidas de
seguridad.
4.5 Contenidos
Los contenidos que se tratan en esta Unidad Didáctica son los siguientes:
1. Temperatura de un cuerpo.
1.1. Equilibrio térmico
1.2. La teoría cinética y el movimiento térmico.
2. Medida de la temperatura.
2.1. Escalas termométricas.
25
3. El calor como forma de transferencia energética.
4. Calor específico.
5. Variación de la temperatura y cambio de estado.
6. Dilatación.
6.1. Dilatación de sólidos.
6.2. Dilatación de líquidos.
6.3. Dilatación de gases.
6.4. Otras propiedades de los gases relacionadas con la temperatura.
7. Las máquinas térmicas y su rendimiento.
4.6 Temporalización
Esta Unidad Didáctica está dividida en 9 sesiones, en las que se proponen
diferentes actividades de Enseñanza-Aprendizaje para que el alumno aprenda y afiance
los contenidos tratados en los objetivos de aprendizaje y que serán valorados según
los diferentes tipos de evaluación existentes, mencionados en el siguiente apartado de
forma general.
26
Actividades
E.A.
1.1 Puesta
en común
de ideas.
Motivación.
Tiempo
Objetivos
15 min.
Identificar los
conocimientos previos
mediante preguntas
relacionadas con el
tema.
Contenidos
Establecer el concepto
de calor y temperatura.
Identificar el calor
como un proceso de
transferencia de
energía entre los
cuerpos que poseen
distinta temperatura.
1.2
Explicación
por parte
del
profesor.
Grupo
35 min.
Relacionar la teoría
cinética con el
movimiento térmico y
el equilibrio térmico.
Conocer las distintas
escalas térmicas y la
relación entre ellas.
Tipo,
instrumento y
criterio de
evaluación
Diagnóstica.
Diálogo en clase
para la puesta en
común de ideas.
Comprobar el
conocimiento que
poseen los
alumnos acerca
de los conceptos
previos sobre
calor y
temperatura.
Aula
clase.
Grupo
grande.
Temperatura
de un cuerpo.
Medida de la
temperatura.
Formativa.
Observación
directa.
Razonar la definición
de temperatura desde
el punto de vista de la
teoría cinética.
27
Actividades
E.A.
Tiempo
Objetivos
2.1
Explicación
por parte del
profesor.
20 min.
Establecer el concepto
de calor y temperatura.
2.2 Exposición
dinámica de
los
mecanismo
de
transferencia
del calor
(anexo II)
2.3
Visualización
de un video
(anexo I).
Motivación.
Contenidos
Grupo
El calor como
forma de
transferencia
energética.
Laboratorio.
Grupo
grande.
Tipo,
instrumento
y criterio de
evaluación
Distinguir los tres
mecanismos de
propagación del calor:
conducción,
convección y radiación.
20 min.
10 min.
Identificar el calor
como un proceso de
transferencia de
energía entre los
cuerpos que poseen
distinta temperatura.
Formativa.
Observación
directa.
Comparar los tres
mecanismos de
propagación del calor:
conducción,
convección y radiación.
28
Actividades
E.A.
Tiempo
3. Proyecto
de innovación
50 min.
Objetivos
Contenidos
Analizar los datos
obtenidos en el
laboratorio y redactar
un informe detallado
de los mismos.
Apreciar los trabajos
en equipo.
4.1 Proyecto
de innovación
30 min.
Colaborar con el orden
y la limpieza en el
laboratorio y respetar
las medidas de
seguridad.
Determinar la
expresión del calor
específico por medio
del método científico.
Realizar cálculos con
las expresiones de
calor específico.
4.2 Ejercicios.
20 min.
Realizar cálculos con
las expresiones de
calor específico.
Calor
específico.
Grupo
Tipo, instrumento
y criterio de
evaluación
Formativa/
(sumativa)
Práctica
experimental.
Informe sobre la
práctica.
Verificar una buena
actitud en el
Laboratorio.
trabajo en equipo y
Grupo
respetar las
grande.
medidas de
laboratorio,
además de ver,
analizar y
comprender de qué
magnitudes
depende el calor
específico.
Laboratorio.
Trabajo
individual.
Formativa
/(sumativa)
Observación
directa.
Dossier de
ejercicios.
Verificar los
conceptos
aprendidos.
29
Actividades
E.A.
Tiempo
Objetivos
Contenidos
Grupo
Tipo, instrumento
y criterio de
evaluación
Establecer el concepto
de calor y temperatura.
Conocer las distintas
escalas térmicas y la
relación entre ellas.
5.1 Repaso
por medio de
preguntas.
15 min.
Razonar la definición
de temperatura desde
el punto de vista de la
teoría cinética.
Distinguir los tres
mecanismos de
propagación del calor:
conducción,
convección y radiación.
Temperatura
de un cuerpo.
Medida de la
temperatura.
El calor como
forma de
transferencia
energética.
Aula clase.
Grupo
grande.
Diagnóstica.
Puesta en común
de ideas sobre los
conceptos
aprendidos.
Reconocer el calor
como formas de
transferencia de
energía.
Calor
específico.
Especificar claramente
los conceptos de calor
y temperatura.
5.2
Explicación
por parte del
profesor
5.3 Exposición
dinámica
(sublimación
del yodo).
(anexo III)
5.4 Ejercicios.
20 min.
15 min.
Aula clase.
Grupo
grande.
Justificar por qué se
produce un cambio de
estado y formular la
expresión adecuada
para el calor latente.
Variación de
la
temperatura y
cambio de
estado.
Casa
Realizar cálculos con
las expresiones de
calor latente de cambio
de estado.
Laboratorio.
Grupo
grande.
Laboratorio.
Trabajo
individual.
Formativa.
Observación
directa.
Valorar la
participación en el
aula.
Formativa
/(sumativa)
Dossier de
ejercicios.
Verificar la
resolución correcta
de ejercicios
expresando el
resultado en
unidades
adecuadas.
30
Actividades
E.A.
Tiempo
6.1
Corrección
ejercicios en
la pizarra.
20 min.
6.2
Explicación
del profesor.
20 min.
6.3 Exposición
dinámica
sobre
dilatación.
(anexo IV)
10 min.
Objetivos
Contenidos
Realizar cálculos con
las expresiones de
calor específico.
Calor
específico.
Variación de
Realizar cálculos con
la
las expresiones de
temperatura y
calor latente de cambio
cambio de
de estado.
estado.
Definir la dilatación de
un sólido (lineal,
superficial o cúbica), de
un líquido y de un gas.
Determinar las
expresiones que
relacionan la variación
de longitud, superficie
y volumen de un
cuerpo con la
temperatura.
Dilatación.
Grupo
Aula clase.
Grupo
grande.
Tipo,
instrumento y
criterio de
evaluación
Formativa
/(sumativa)
Dossier de
ejercicios.
Verificar la
resolución
correcta de
ejercicios
expresando el
resultado en
unidades
adecuadas.
Formativa.
Observación
directa.
Valorar la
Laboratorio.
participación en
Grupo
el aula.
grande.
31
Actividades
E.A.
7.1 Ejercicios
Tiempo
30 min.
Objetivos
Contenidos
Analizar correctamente
ejercicios donde
intervengan las
expresiones que
relacionan la variación
de longitud, superficie
y volumen con la
temperatura en sólidos
y gases.
Dilatación.
Describir el
funcionamiento teórico
de una máquina
térmica y la expresión
de su rendimiento.
7.2
Explicación
del profesor.
20 min.
Juzgar y valorar de
forma crítica la
contribución de los
procesos de energía en
forma de calor en el
cambio de las
condiciones de vida, así
como mostrar una
actitud positiva hacia la
necesidad de ahorrar
energía.
Grupo
Tipo,
instrumento y
criterio de
evaluación
Formativa
/(sumativa)
Dossier de
ejercicios.
Verificar la
resolución
correcta de
ejercicios
expresando el
resultado en
unidades
adecuadas.
Aula
clase.
Grupo
grande.
Las máquinas
térmicas y su
rendimiento.
Formativa.
Observación
directa.
Valorar las centrales
térmicas como
productoras de
energía.
32
Actividades
E.A.
8.1
Corrección de
los ejercicios
con dudas de
todas las
sesiones.
8.2
Elaboración
de un
resumen de la
Unidad.
(Anexo V)
Tiempo
25 min.
25 min.
Objetivos
Realizar cálculos con las
expresiones de calor
latente de cambio de
estado y de calor
específico.
Resolver problemas donde
intervengan las diferentes
escalas térmicas.
Analizar correctamente
ejercicios donde
intervengan las
expresiones que
relacionan la variación de
longitud, superficie y
volumen con la
temperatura en sólidos y
gases.
Comentar el
funcionamiento teórico de
una máquina térmica y
utilizar la expresión del
rendimiento para valorar
su eficacia.
Establecer el concepto de
calor y temperatura.
Distinguir los tres
mecanismos de
propagación del calor:
conducción, convección y
radiación.
Describir el
funcionamiento teórico de
una máquina térmica y la
expresión de su
rendimiento.
Reconocer los diferentes
efectos del calor (aumento
de la temperatura, cambio
de estado y dilatación).
Definir la dilatación de un
sólido (lineal, superficial o
cúbica), de un líquido y de
un gas.
Contenidos
Grupo
Aula clase.
Grupo
grande.
Tipo, instrumento
y criterio de
evaluación
Formativa
/(sumativa)
Dossier de
ejercicios.
Verificar los
conceptos
aprendidos y la
resolución correcta
de ejercicios
expresando el
resultado en
unidades
adecuadas.
Todos los
contenidos
de la
Unidad.
Aula clase.
Trabajo
individual.
Formativa
/(sumativa)
Dossier de
ejercicios.
Verificar los
conceptos
aprendidos y la
relación existentes
entre ellos.
Se valorará el
conocimiento de
los problemas
globales del
planeta sobre la
obtención y uso de
las fuentes de
energía y las
medidas de
sostenibilidad.
33
Actividades
E.A.
9.1 Prueba
escrita
Tiempo
Objetivos
Contenidos
Grupo
50 min.
Todos los objetivos de la
Unidad.
Todos los
contenidos
de la
Unidad.
Aula clase.
Trabajo
individual.
Tipo,
instrumento y
criterio de
evaluación
Sumativa.
Prueba objetiva.
Valorar el empleo
de razonamientos
en la resolución
de cuestiones y
problemas,
comprobar si el
alumno reconoce
el calor como
forma de
transferencia de
energía y aplicar
el principio de
conservación de
la energía a la
comprensión de
las
transformaciones
energéticas de la
vida diaria.
4.7 Materiales y recursos didácticos
Se utilizaron los siguientes recursos didácticos:
• Libro de texto: Física y Química de 4º ESO. Editorial SM.
• Ejercicios y problemas del libro de texto.
• Video sobre los tres mecanismos de transferencia de energía (anexo I).
• Prácticas experimentales sencillas (anexos: II, III, IV).
• Resumen temario (anexo V).
• Colección de ejercicios de refuerzo y ampliación (anexo VI y VII).
• Proyecto de innovación.
34
4.8 Atención a la diversidad
Los contenidos mínimos y los contenidos optativos relacionados con esta
Unidad Didáctica que los alumnos deben alcanzar son los siguientes:
•
Contenidos mínimos
Temperatura de un cuerpo (equilibrio térmico).
Medida de la temperatura. Escalas termométricas.
El calor como forma de transferencia energética.
Calor específico.
Variación de la temperatura y cambio de estado.
Dilatación. Dilatación de sólidos.
Las máquinas térmicas y su rendimiento
•
Contenidos optativos
La teoría cinética y el movimiento térmico.
Dilatación de líquidos.
Dilatación de gases.
Otras propiedades de los gases relacionadas con la temperatura.
Los contenidos seleccionados como optativos no son imprescindibles para poder
superar la evaluación de la unidad ya que son conceptos nuevos que en cursos
posteriores se estudiaran con más profundidad.
Con la actividad inicial empleada para la detección de las ideas previas
procedentes de cursos anteriores, se intenta llevar a cabo una clase participativa y
motivadora. Además, dicha actividad permite detectar e ir conociendo las dificultades
que presentan cada alumno, información necesaria para poder organizar la duración e
intensidad de cada actividad.
35
En el caso de existir alumnos con necesidades especiales tendrán la posibilidad
de realizar unos ejercicios de refuerzo (anexo VI) que se tendrán en cuenta en la
evaluación ya que se entregarán al finalizar la Unidad Didáctica junto con el resto de
ejercicios realizados en clase (dossier de ejercicios individual) y corregidos por ellos
mismos en la pizarra o en el despacho del profesor en el caso de que planteen dudas.
Para alumnos de altas capacidades se les propondrá la posibilidad de realizar
una serie de ejercicios más complejos (anexo VII) y de carácter investigador sobre el
contenido estudiado, utilizando para ello recursos Web.
El video (anexo I) sobre los tres mecanismos de propagación del calor
(conducción, convección y radiación) es de gran importancia ya que es una manera de
poder relacionar los contenidos estudiados teóricamente en clase con la vida
cotidiana.
El proyecto de innovación permitirá a los alumnos entender el concepto de
calor específico por el método científico.
Además, algunos contenidos teóricos llevarán consigo la realización por parte
del profesor de una práctica de laboratorio muy sencilla para vincular los conceptos
explicados con los hechos que tienen lugar en la realidad (anexos II, III y IV).
4.9 Tipos de evaluación
El aprendizaje ha de efectuarse mediante el uso de instrumentos y
procedimientos adecuados.
Para la evaluación del proceso de Enseñanza-Aprendizaje se necesita cuestionar
constantemente lo que se hace y analizar los principales elementos que pueden
distorsionar el proceso educativo; de esta forma se podrá identificar los problemas e
intentar subsanarlos cuanto antes.
36
En la aplicación de la Unidad Didáctica se han utilizado tres métodos de
evaluación: evaluación diagnóstica, evaluación formativa y evaluación sumativa.
Evaluación diagnóstica.
Se realiza al comienzo de la Unidad y sirve para obtener información sobre la
situación de cada alumno y para detectar la presencia de errores conceptuales que
actúen como obstáculos para el aprendizaje posterior. Esto conllevará a una
metodología del proceso individualizada para el alumno que así lo necesite.
Consta de un pequeño debate llevado a cabo en la primera sesión, para
conocer las ideas previas que poseen sobre los conceptos de calor y temperatura. Es
de carácter informativo para el profesor así como de motivación para los alumnos para
abordar con éxito la Unidad Didáctica.
A este tipo de evaluación no se le asigna ninguna calificación ni debe
promediarse o afectar de ninguna manera a la calificación del estudiante durante el
curso.
Evaluación formativa.
Tipo de evaluación que pretende proporcionar al profesor y al estudiante
información sobre la forma de cómo se está desarrollando el aprendizaje y si se está
avanzando adecuadamente hacia la obtención de los objetivos planteados,
permitiendo así corregir errores, repasar o reforzar puntos débiles, asignar actividades
extras y programar la atención diferenciada para los estudiantes que lo necesiten.
Tampoco se le debe de asignar una calificación ni permitir que afecte a la
evaluación sumativa del curso.
37
Evaluación sumativa.
Se trata de determinar mediante juicios cualitativos y cuantitativos el
rendimiento del estudiante y determinar el nivel de aprendizaje obtenido, decidiendo
si el resultado es positivo o negativo.
Este tipo de evaluación debe ser utilizada para detectar la posición relativa del
alumno con respecto al grupo, situarlo en determinados niveles de eficacia y otorgarle
una calificación con el fin de promocionar al alumno al curso posterior o no.
4.10 Criterios de calificación
Esta Unidad Didáctica se valorará junto con las otras pertenecientes al bloque
3, así “La energía y sus fuentes” supondrá un 10%, “Energía y trabajo” un 40% y
“Energía y calor” un 50%.
Además, los criterios de evaluación para la unidad “Energía y calor” son los
siguientes:
Prueba escrita (Examen): Recuperable, 50%.
Presentación del dossier de ejercicios: Recuperable, 15%.
Actitud positiva en la clase, en el laboratorio y en el debate inicial sobre
ideas previas: No recuperable, 10%.
Resumen de la Unidad Didáctica: Recuperable, 10%.
Informe del proyecto de innovación: Recuperable, 15%.
38
5. PROYECTO DE INNOVACIÓN
¿SE PUEDE LLEGAR A LA EXPRESIÓN DEL “CALOR ESPECÍFICO” POR MEDIO DEL
MÉTODO CIENTÍFICO?
Ana Ferrero Royo
Universidad de La Rioja
E-mail: ana.ferrero@alum.unirioja.es
5.1 Resumen
Esta investigación se basa en la introducción de una práctica innovadora para
alumnos de 4º curso de ESO, dentro de la asignatura de Física y Química, sobre los
parámetros de los que depende el calor necesario para variar la temperatura de un
cuerpo. Consistió en plantear una cuestión inicial, realizar una serie de hipótesis y, tras
rechazar por medio de un debate con los alumnos las incorrectas, se lleva a cabo la
preparación de diferentes experimentos para llegar a la expresión del calor específico.
Así, la ciencia se plantea no sólo como un contenido teórico a partir de una fórmula,
sino también como algo experimental y observable.
Se exploran, además, los conocimientos previos que posee cada alumno, tanto
con en el tema concreto como en las representaciones gráficas.
Palabras clave: Innovación, experimento, representación gráfica, Física y Química,
calor, temperatura, hipótesis.
39
Abstract
This research is based on the use of an innovative practice, with 4th year ESO
students in Physics and Chemistry, about the parameters dependency of the heat
needed to change the temperature of a body. It consists in an initial question, followed
by the completion of a number of hypotheses in the group and, after rejecting by
discussion with students the incorrect ones, it is carried out the performance of
different experiments to reach the specific heat expression. Thus, Science is not only
shown as a bucket of theoretical formula, but as an experimental and observable issue
as well.
We explore the prior knowledge of each student, in the specific topic and in
graphical representation skills.
Keybords: Innovation, experiment, graphical representation, Physics and Chemistry,
heat, temperature, hypothesis.
5.2 Introducción
La construcción del conocimiento es un proceso que se realizar a lo largo de
toda la vida y que se facilita cuando se dispone de situaciones adecuadas (Bransford,
Brown & Cocking, 2000; Lujan & DiCarlo, 2006).
Un importante factor educativo, según De Jong (1988), fue la conciencia
emergente de que la educación científica no sólo debe centrarse en los conceptos y las
leyes, sino también en la naturaleza de la ciencia, una disciplina empírica donde los
experimentos juegan un papel importante en el proceso de desarrollo de los
conocimientos.
Con frecuencia, se olvida que los alumnos no sólo deben aprender ciencia, sino
que también han de aprender a hacer ciencia (Hodson, 1994) y el método
40
experimental les proporciona la oportunidad de conocer qué es realmente la ciencia y
cómo elaborar un conocimiento científico (Diego-Rasilla, 2004).
De acuerdo con esta perspectiva sobre la adquisición de conocimientos (Driver,
1989; Frensham et al., 1994), el aprendizaje es un proceso dinámico en el cual los
estudiante contribuyen de forma activa, partiendo siempre de sus experiencias reales
en conexión con los conocimientos que ya poseen; por ello, los experimentos
científicos son importantes, ya que ofrecen a los alumnos oportunidades de tener
muchas experiencias nuevas.
El aprendizaje basado en la investigación es una metodología docente
innovadora, centrada en el estudiante. Su objetivo principal es el desarrollo de la
formulación de las hipótesis por parte de los estudiantes y la vivencia del proceso
requerido para la verificación de éstas. Cuando los alumnos tratan de comprobar las
hipótesis formuladas por ellos mismos, su motivación por aprender aumenta de
manera considerable y enfrenta, de forma positiva, el desafío de buscar más
información y de integrar los elementos nuevos al conocimiento previo.
Además, desde la perspectiva constructivista, surgen varias implicaciones
importantes para las actividades de enseñanza basadas en el uso de experimentos en
el aula; primero, la idea de los profesores como guías (Posner et al., 1982) “los
estudiantes deben aprender a ser responsables de su propio aprendizaje, el profesor
debe aprender a resistir la tentación de responder todos los interrogantes que plantee
el alumno y debe evitar intervenir mucho en la búsqueda de las soluciones” y segunda,
la elección de la secuencia adecuada para el aula, que debe de cumplir las siguientes
pautas:
•
Formular preguntas basándose en los conocimientos previos.
•
Proponer soluciones probables (hipótesis).
41
•
Comprobar estas soluciones.
•
Compartir y discutir los procedimientos y las soluciones finales.
Todo esto evita los fallos que antiguamente acarreaban las actividades de
investigación debido a tres razones principalmente: poca existencia de laboratorio,
falta de investigaciones sobre sucesos significativos y carencia en los estudiantes a
oportunidades de reflexión y revisión (Schauble et al, 1995).
Así pues, la ejecución de trabajos prácticos basados en la investigación permite
que los estudiantes desarrollen habilidades útiles, como la búsqueda de información,
el uso del juicio crítico y la comunicación efectiva entre ellos. Además, se aumenta el
tiempo dedicado al aprendizaje autónomo, se reduce el uso del formato pasivo de
aprendizaje usado en las clases expositivas, se mejoran las habilidades para la solución
de problemas y el trabajo en equipo, se fomenta la innovación a través del diseño de
prácticas de laboratorio atractivas y motivadoras y se instruye a los alumnos en los
pasos del método científico a través de una metodología práctica.
Este tipo de actividades dan al estudiante una oportunidad de apreciar el
espíritu de la ciencia (Ausubel, 1976) y promueve el entendimiento de la naturaleza de
la misma.
Como resumen, el laboratorio basado en la investigación es una metodología
docente innovadora que consiste en poner al estudiante en el rol del investigador
(Matyas, 2000).
Por otra parte, la interacción social juega un papel fundamental en el desarrollo
cognitivo. Para que el aprendizaje se produzca tiene que haber comunicación pero el
lenguaje que se utiliza en la clase de ciencias es un lenguaje específico, diferente del
empleado en situaciones cotidianas. Por ello, aprender ciencia es, entre otras cosas,
42
aprender a hablar del mundo en otros términos, es decir, apropiarse de las formas
lingüísticas de formalizar la cultura científica (Sanmartín, 1997)
Lograr que los alumnos hablen y escriban ciencia tiene que ver con el clima del
aula, de diálogo y respeto mutuo, la metodología del profesorado y el diseño de
actividades de instrucción, así, puede llegar a construirse una verdadera comunidad de
pensamiento y de aprendizaje en clase.
5.3 Contexto y muestra
Este trabajo de innovación ha sido realizado durante las prácticas del Máster de
Formación de Profesorado en la especialidad Física y Química, en el colegio Santa
Teresa de Jesús, ubicado en la localidad riojana de Calahorra.
La muestra consta de 30 alumnos (11 chicas y el resto chicos) perteneciente al
4º curso de Educación Secundaria Obligatoria. El nivel de este curso es bastante
elevado, son alumnos estudiosos en su mayoría pero sobre todo destaca su iniciativa a
la hora de abordar temas novedosos (prácticas de laboratorio, temas para exponer,
debates…). El mayor problema que presentan es su facilidad por la distracción debido
a que es un grupo bastante hablador en general.
5.4 Objetivos
Los principales objetivos que se pretenden alcanzar con este trabajo de
laboratorio son los siguientes (De Jong, 1988):
•
Facilitar la comprensión de los conceptos científicos y ayudar a los estudiantes
a confrontar sus concepciones actuales.
•
Fomentar el desarrollo de habilidades cognitivas: resolución de problemas,
pensamiento crítico, toma de decisiones.
•
Desarrollar las habilidades prácticas: destrezas investigadoras.
43
•
Incentivar la comprensión de los conceptos subyacentes a la investigación
científica: definición de un problema científico, hipótesis.
•
Desarrollar actitudes científicas: objetividad, curiosidad.
•
Suscitar el placer y el interés en el estudio de las ciencias.
5.5 Metodología
Esta práctica se basa en la determinación, por medio de una serie de
experimentos, de la expresión del calor específico.
El esquema metodológico que se siguió fue el siguiente:
Planteamiento del problema
Se desechan
Se aceptan
Formulación de hipótesis
Hipótesis incorrecta
Hipótesis correcta
Se proponen
Diseños experimentales
Realización de los
experimentos
Análisis e interpretación de los
resultados experimentales
Conclusiones finales
Figura 1. Esquema metodológico.
44
5.5.1 Planteamiento del problema y formulación de hipótesis
Partiendo de una cuestión inicial, ¿de qué factores depende la cantidad de calor
necesario para variar la temperatura de un cuerpo?, se realizan, en grupos reducidos,
una serie de hipótesis.
Gracias al planteamiento de las premisas iniciales, se fomenta la reflexión
autónoma de los alumnos, que sean ellos mismos los responsables de las opiniones
que realizan y capaces de extraer sus propias conclusiones. Así, los alumnos se
convierten en los protagonistas de sus aprendizajes, consiguiendo de esa forma que su
motivación sea mayor y, en consecuencia, que los conocimientos adquiridos sean
interiorizados con más facilidad.
Una vez que entre los miembros del grupo han debatido la pregunta inicial y
han elaborado una serie de hipótesis, se procede a la exposición en común de las
mismas. Así, entre todos los componente de la clase, se debate cuáles son las correctas
y cuáles se desechan, gracias a los conocimientos previos que ellos poseen de cursos
anteriores y con ayuda, en caso de necesidad, del profesor.
5.5.2 Diseños experimentales
Una vez que se han seleccionado las hipótesis correctas, el docente procede a
la formulación de la segunda pregunta: ¿cuántos experimentos se deben realizar para
comprobar las hipótesis emitidas? Al igual que antes, la metodología es la misma, en
primer lugar lo debaten entre ellos y luego en común, llegando a la conclusión de que
se van a realizar tres comprobaciones. Así, el docente fomenta la discusión grupal
sobre la validez de las conclusiones emitidas antes de que los alumnos ejecuten el
trabajo de laboratorio.
45
A continuación, se realizan los experimentos y se registran los datos para
transformarlos en resultados que puedan ser discutidos.
En este caso, los experimentos fueron preparados por el profesor (preparación
del material, pesada de las sustancias y encendido del mechero).
Después, dos alumnos, de forma voluntaria, apuntaron en la pizarra la variación
de temperatura que sufre la sustancia en cada minuto dentro de cada experimento.
Con los datos obtenidos, cada alumno, de forma individual, confeccionó en sus
casas las gráficas propuestas por el profesor y en la sesión siguiente, se debatió en
conjunto el trabajo individual realizado.
Se llevaron a cabo 3 experimentos para estudiar las variables de las que
depende un cuerpo al comunicarle energía mediante calor.
1) Experimento 1: cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura
de 100 g de agua desde t0 hasta tf.
2) Experimento 2: cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura
de 100 g y de 200 g de agua desde t0 hasta tf.
3) Experimento 3: cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura
de 100 g de agua y de 100 g aceite desde t0 hasta tf.
5.5.3 Análisis e interpretación de los resultados
En primer lugar se analizaron las hipótesis iniciales propuestas a la pregunta
problema ¿de qué factores depende la cantidad de calor necesario para variar la
temperatura de un cuerpo?, las cuales fueron:
- Masa de la sustancia.
- Volumen de la sustancia.
- Volumen del recipiente.
- Forma de la sustancia.
46
- Temperatura final.
- Tipo se sustancia.
- Aleación.
Tras un periodo de discusión con el profesor sobre las hipótesis correctas
(diferencia de temperatura, masa de la sustancia, tipo de sustancia) y las incorrectas
(las cuales se rechazaron), se plantearon tres experimentos para comprobar las
hipótesis emitida y poder sacar conclusiones de cada uno de ellos.
1) Experimento 1
Tras la preparación del material necesario y del montaje en sí por parte del
profesor, dos alumnos, de forma voluntaria, apuntaron en la pizarra la variación de
temperatura que sufre la sustancia en cada minuto dentro del experimento
correspondiente (nota: la cantidad de calor Q va relacionado con el tiempo, da igual el
valor en J del calor. 1 minuto
Q = 1; 2 minutos
Q = 2).
Con los datos obtenidos, cada uno de los alumnos de la clase confecciona las
gráficas de las variables estudiadas (cantidad de calor frente a la variación de
temperatura). En la sesión siguiente, se debate en conjunto el trabajo realizado.
La confección de las gráficas fue dificultosa, se encontraron los siguientes tipos
de errores que se repiten de manera generalizada.
47
Errores cometidos
• La escala no es la
adecuada.
• Unión punto por punto.
Figura 2. Representación gráfica incorrecta de los datos del experimento 1.
Errores cometidos
• La escala no es la
adecuada.
• Unión punto por punto.
• Representación de T no
de ΔT.
Figura 3. Representación gráfica incorrecta de los datos del experimento 1.
Error cometido
• Representación ΔT por
intervalos.
Figura 4. Representación gráfica incorrecta de los datos del experimento 1.
48
Para solventarlos, tras un debate conjunto en la clase y con la explicación del
profesor y análisis de los fallos, se realiza de nuevo la gráfica correctamente,
consiguiendo así uno de los objetivos planteados.
Figura 5. Representación correcta de los datos del experimento 1.
Siguiendo la secuencia, el docente plantea la pregunta: ¿a qué función
matemática corresponde la gráfica descrita? De esta forma, se llega a que, y = m*x
donde y = Q; x = ΔT.
M 1
y = cte ⋅ x exp
erimento
 
→ Q = cte ⋅ ∆T
Donde:
•
Q es el calor aportado.
•
∆T = T final − Tinicial
2) Experimento 2
En la segunda experiencia, la confección de la gráfica fue realizada
correctamente desde el principio, con lo que se confirma el objetivo procedimental
inicial sobre la elaboración de gráficas.
49
Figura 6. Representación gráfica de los datos del experimento 2.
Tras su representación, se responde a la pregunta: ¿qué se puede observar? La
mayor parte de los alumnos, de forma independiente, llegan a la conclusión:
Para el doble de masa de la misma sustancia, a igual ΔT, se necesita el doble de
Q. Es decir,
Q = cte ⋅ ∆T exp
erimento
 2 → Q = m ⋅ cte1 ⋅ ∆T
Donde:
•
Q es el calor aportado.
•
∆T = T final − Tinicial
•
m es la masa de la sustancia.
3) Experimento 3
Para este tercer caso, al igual que ha sucedido antes, la confección de la gráfica
fue realizada correctamente de forma generalizada en el primer momento.
50
Figura 7. Representación gráfica de los datos del experimento 3.
Tras este paso, todos responden de forma grupal a la pregunta: ¿qué sucede al
cambiar de sustancia? “Dependiendo de la sustancia, la cantidad de calor para
aumentar la misma temperatura es diferente”.
Así, se llega a que:
Q = m ⋅ cte1 ⋅ ∆T exp
erimento

3→ Q = m ⋅ c e ⋅ ∆T
Donde:
•
Q es el calor aportado.
•
∆T = T final − Tinicial
•
m es la masa de la sustancia.
•
ce es el calor específico propio de cada sustancia.
5.5.4 Conclusiones finales
• Gracias al estudio realizado sobre las variables de las que depende un cuerpo al
comunicarle energía mediante calor, los alumnos llegan a la expresión del calor
específico. Así, la ciencia se plantea como algo experimental y observable por medio
del método científico y los alumnos no sólo la ven como un contenido teórico a partir
de una fórmula.
51
• Todos los alumnos han mostrado interés durante la realización de los
experimentos y han discutido tanto de forma individual como en común los resultados
obtenidos.
• Una vez superados los problemas iniciales, todos han conseguido elaborar las
gráficas propuestas para cada experiencia correctamente.
• La interpretación de cada gráfica descrita ha sido adecuada y han podido
concluir, con la ayuda de los experimentos, que el calor necesario para elevar la
temperatura de un cuerpo depende de la cantidad de masa de ese cuerpo, del material
(calor específico) y de la temperatura final que se quiera alcanzar.
• El comportamiento, seguridad y manejo en el laboratorio ha sido el correcto.
• El manejo de gráficas en la Educación Secundaria debe ser practicado con
asiduidad tanto para conseguir la técnica como para deducir conocimientos que se
pueden derivar de su interpretación.
• Este tipo de actividad permite que el estudiante perciba la ciencia no solo como
algo teórico; se ha cumplido lo mencionado por Hodson (1994) en la introducción
acerca de la importancia de que los alumnos aprendan a hacer ciencia. El estudiante es
el centro y el papel del docente es simple guía.
• Este trabajo científico permite que los alumnos busquen información, utilicen
las ideas que poseen y dialoguen entre ellos, fomentando además el trabajo
autónomo.
5.6 Referencias
Álvarez, C. (2012). Theory-practice relationship in the processes of teching and
learning. La relación teoría práctica en los procesos de enseñanza-aprendizaje.
Educatio Siglo XXI, Vol 30, nº 2, 383-402.
52
De Jong, O. (1998). Los experimentos que plantean problemas en las aulas de química:
dilemas y soluciones. Enseñanza de las Ciencias, 1998, 16 (2), 305-314.
Diego-Rasilla, F.J. (2007). La investigación-acción como medio para innovar en las
ciencias experimentales. Pulso, 30, 103-118.
Fernández López, J.A y Moreno Sánchez, (2000) J.I. La química en el aula: entre la
ciencia y la magia. UPCT, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental.
Flores, J. (2009). El laboratorio en la enseñanza de las ciencias: una visión integral en
este complejo ambiente de aprendizaje. Revista de investigación, Vol. 33, nº 68.
Gómez García J.A. y Insausti Tuñón, M.J. (2005). Un modelo para la enseñanza de las
ciencias: análisis de datos y resultados. Revista Electrónica de Enseñanza de las
Ciencias, Vol. 4, nº 3.
Merino, J.M. Y Herrero, F. (2007).Resolución de problemas experimentales de Química:
una alternativa a las prácticas tradicionales. Revista Electrónica de Enseñanza
de las Ciencias, Vol.6, nº 3, 630-648.
Mahmud, Mirna C. y Gutiérrez, Óscar A. (2010).Estrategia de enseñanza basada en el
cambio conceptual para la transformación de ideas previas en el aprendizaje de
las Ciencias. Formación Universitaria, 3 (1), 11-20.
Ramírez, B. (2008, julio-diciembre). Laboratorios basados en investigación: Una
metodología que incentiva la participación intelectual del estudiante en el
proceso de su aprendizaje. CPU-e, Revista de Investigación Educativa, 7.
Séré Marie-Geneviève (2002). La enseñanza en el laboratorio. ¿Qué podemos aprender
en términos de conocimiento práctico y de actitudes hacia la ciencia?
Enseñanza de las ciencias, 20 (3), 357-368.
Tesouro Cid, M. (2007). Mejoremos los procesos de enseñanza-aprendizaje mediante la
investigación-acción. Revista Iberoamericana de Educación, nº 42/1
53
6. BIBLIOGRAFÍA
El material que he consultado para poder llevar a cabo la memoria de las prácticas
realizadas en el centro docente ha sido el siguiente:
Página web del centro.
Proyecto Educativo del Centro.
Programación General Anual 2012/2013.
Memoria del centro del año 2011/2012.
Además, para poder llevar a cabo la realización de la Unidad Didáctica, me he
basado fundamentalmente en el libro que los alumnos utilizan en el colegio (Física y
Química de 4º ESO. Editorial SM) pero también he revisado otros del mismo curso pero
de diferentes editoriales (Física y Química de 4º ESO. Editorial ECIR y Física y Química
de 4º ESO. Editorial Anaya).
Para los experimentos dinámicos realizados en la clase para afianza los contenidos
previamente explicados, he requerido al uso de las TIC para poder elegir los más
cómodos, sencillos y rápidos pero a la vez motivadores.
54
7. ANEXOS
7.1 Anexo I
Vídeo interactivo sobre los tres mecanismos de transmisión del calor.
http://blog.educastur.es/eureka/4%C2%BA-fyq/calor-y-energia-termica/
7.2 Anexo II
Realización de una práctica sencilla sobre dos de los mecanismos de
transmisión del calor para relacionar los conceptos explicados con el mundo real:
- Conducción: de un mismo centro (que sitúa encima del mechero) salen barras
de diferentes metales de igual longitud (hierro, aluminio, cobre). En el extremo de
cada barra se coloca un poco de cera, así al calentar el centro, como un material es
mejor conductor que otro, dependiendo del tiempo que tarde en derretirse la cera,
cuanto antes se derrita, mejor conductor será ese material. Así, según su
comportamiento ante la fuente de calor, los alumnos reconocen de una forma sencilla
cómo los materiales se clasifican en aislantes o conductores térmicos.
- Convección: un mechero calienta el aire, éste asciende en una corriente
convección y hace girar la espiral de papel que esta situada en una distancia
determinada del mechero.
7.3 Anexo III
Visualización de un cambio de estado: Sublimación y sublimación inversa del
yodo.
Figura 8. Sublimación del yodo.
55
7.4 Anexo IV
Explicación del funcionamiento de una lámina bimetálica para afianzar el
concepto de dilación lineal.
Una lámina bimetálica son dos láminas de metales diferentes unidas
longitudinalmente. Al calentarla, uno de los metales que forman la lámina tiene un
coeficiente de dilatación mayor que el otro, por ello, la lámina se arquea hacia ese
lado.
7.5 Anexo V
ENERGÍA INTERNA
Es la suma de la Ec (vibración o movimiento) y de la Ep (enlaces entre
partículas) de todas las partículas que forman el cuerpo.
CALOR
Es la E que se transfiere al poner en contacto dos cuerpos que se encuentran
a distinta temperatura. El calor es igual a la variación de la Ei del sistema.
TEMPERATURA
Es una propiedad de los cuerpos que se mide con el termómetro y que nos
indica el grado medio de agitación de las partículas que forman el cuerpo.
EFECTOS DEL CALOR Aumento de la temperatura.
Cambio de estado.
Dilatación.
AUMENTO
Al elevar la temperatura de un cuerpo de masa m y calor específico c desde la
TEMPERATURA
temperatura inicial hasta la final, se le transfiere una cantidad de calor Q
SOBRE UN CUERPO Q = m ⋅ ce ⋅ (t − t 0 )
CAMBIO DE
Durante un cambio de estado la temperatura permanece constante, porque
ESTADO
esa E no se destina a aumentar la velocidad de las partículas sino a cambiar la
forma en las que están unidas (rompiendo o formando enlaces).
Fusión: Q = m ⋅ L f
Vaporización: Q = m ⋅ Lv
DILATACIÓN
Al aumentar la temperatura de un cuerpo aumenta la vibración de las
partículas que lo forman y ocupan más volumen, pero en ningún caso
aumenta el tamaño de esas partículas.
PROPAGACIÓN DEL Conducción: hay choques entre partículas vecinas y se transporta energía,
CALOR
pero no masa.
Convección: las partículas que forman el líquido o gas se mueven
transportando la energía.
Radiación: no necesita ningún medio material para su propagación. Es la
energía que transportan las ondas electromagnéticas, entre las que se
encuentra la luz visible.
MÁQUINA TÉRMICA Máquina que realiza un trabajo a partir del calor.
W Q1 − Q2
=
Q1
Q1
Tabla 3. Resumen de la UD.
RENDIMIENTO
r=
56
7.6 Anexo VI
Ejercicios de refuerzo.
1.- Pasar las siguientes temperaturas a la escala Kelvin: a) -32 ºC; b) 373 ºC; c) 0 ºC
2.- Calcula la capacidad calorífica específica de una sustancia sabiendo que se
necesitan 447 J para elevar 1 K la temperatura de 1 Kg de dicha sustancia. ¿De qué
sustancia puede tratarse?
3.- ¿Qué energía se necesita para elevar 20 ºC la temperatura de 200 g de cobre? Dato:
calor específico del cobre = 386 J/kgºC
4.- A una cazuela de aluminio de 500 g de masa se le aumenta la energía interna en
100 J.
a) ¿Cuál es el aumento de temperatura que se produce en ella?
b) Si su temperatura antes de calentarla era de 20 ºC, ¿cuál será al final?
Dato: calor específico del aluminio = 900 J/kgºC
5.- Calcula la cantidad de calor que es necesario comunicar a un cubito de hielo de 5’5
g de masa a -5 ºC para fundirlo y hacerle llegar a la temperatura de 10 ºC.
Datos: chielo = 2100 J/kgºC; cagua = 4180 J/kgºC; Lf = 335.103 J/kg
6.- Calcula la energía que hay que dar a un trozo de hielo de 0’05 kg a -15 ºC para
conseguir evaporarlo por completo.
Datos: cehielo = 2100 J/kgºC; ceagua = 4180 J/kgºC; Lf = 335.103 J/kg; Lv = 2’2.106 J/ºC
7.- La longitud de una barra de hierro a 0 ºC es 1 m. Calcula la longitud de la barra a
100 ºC si el coeficiente de dilatación lineal es 1’2.10-5 ºC-1
8.- Una viga de acero tiene una longitud de 26 m un día en el que la temperatura
ambiente es de 20 ºC. Si las temperaturas de la región oscilan entre –10 ºC en invierno
y 45 ºC en verano, determina su longitud a esas temperaturas y la máxima variación de
la longitud que experimenta la viga. Dato: acero = 1’1.10-5 K-1
57
7.7 Anexo VII
Ejercicios ampliación
1.- ¿Por qué se emplea el cobre para el transporte de electricidad si se dilata más el
hierro? ¿Cómo se soluciona la dilatación de los cables en el tendido de alta tensión?
2.- Si la radiación procedente del Sol incide primero sobre las capas superiores de la
atmósfera, ¿por qué decimos que la Tierra se calienta de abajo hacia arriba?.
7.8 Anexo VIII
UNIDAD DIDÁCTICA “CINEMÁTICA”. 1º BACHILLERATO. FÍSICA Y QUÍMICA.
1. Presentación y contextualización
La Unidad Didáctica “Cinemática” está encuadrada en el Decreto 45/2008 de 27 de
Junio (B.O.R 03-07-2008) dentro del primer curso de Bachillerato y pertenece al bloque
2 “Estudio del movimiento” junto con otra Unidad Didáctica:
Dinámica.
En esta UD se realiza un repaso y ampliación de:
• Importancia del estudio de la cinemática en la vida cotidiana.
• Sistemas de referencia inerciales y las magnitudes necesarias para la
descripción del movimiento y su carácter vectorial.
• Componentes intrínsecas de la aceleración.
• Estudio del movimiento rectilíneo (MRU), del uniformemente variado
(MRUV), del movimiento circular uniforme (MCU) y uniformemente variado (MCUV) y
del tiro parabólico.
58
Esta UD está íntimamente relacionada con la UD de la materia Física de 2º
Bachillerato, bloque 2 “Fundamentos mecánicos” donde se revisan los conceptos de la
cinemática y de la dinámica de la partícula. Así mismo, también se puede vincular con
la asignatura de 1º Bachillerato, Matemáticas I bloque 2 “Geometría” donde se aborda
el concepto y las operaciones con vectores.
El concepto de cinemática se trata por primera vez en el cuarto curso de la ESO,
por lo tanto, esta UD que estamos desarrollando afianza y amplía los diferentes tipos
de
movimientos
existentes,
con
sus
ecuaciones
y
sus
representaciones
correspondientes.
En cuanto al estudio de Física y Química en 1º de Bachillerato, el alumno debe ir
perfilando hacia donde quiere encaminar sus futuros estudios y su vocación. No hay
que olvidar que en el segundo curso de Bachillerato, esta asignatura se desdobla en
dos asignaturas independientes. En función de cómo perciban los alumnos la
enseñanza de la Física y la Química, tomarán sus decisiones al final del curso para
seleccionar las optativas del próximo curso.
2. Objetivos generales
Los objetivos generales que persigue esta Unidad Didáctica son los siguientes:
Comprender y expresar mensajes científicos relacionados con la cinemática
utilizando el lenguaje oral y escrito con propiedad, así como otros sistemas de
notación y de representación cuando sea necesario.
Afianzar los contenidos teóricos mediante la resolución de cuestiones y
ejercicios.
Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación, para realizar
simulaciones, tratar datos y extraer y utilizar información para evaluar su contenido y
adoptar decisiones.
59
3. Objetivos de aprendizaje
Los objetivos de aprendizaje son desarrollados a partir de los objetivos generales
mencionados
anteriormente
y
están
divididos
en
objetivos
conceptuales,
procedimentales y actitudinales.
Objetivos conceptuales.
Establecer el concepto sistema de referencia.
Distinguir entre magnitud escalar y vectorial.
Definir
las
magnitudes
necesarias
en
el
estudio
del
movimiento
(desplazamiento, velocidad y aceleración).
Enunciar las magnitudes que se mantienen constantes y las que varían en un
movimiento uniforme y en un movimiento uniformemente variado, así como la
ecuación general aplicada a cada movimiento.
Conocer el significado de las gráficas (velocidad, aceleración y espacio vs
tiempo) del MRV y del MRUV.
Conocer las ecuaciones generales del tiro parabólico y del lanzamiento
horizontal.
Distinguir entre velocidad angular y velocidad lineal.
Determinar las ecuaciones implicadas en el movimiento circular uniforme y en
el movimiento circular uniformemente variado.
Objetivos procedimentales.
Especificar el sistema de referencia cuando sea necesario.
Calcular
las
magnitudes
necesarias
en
el
estudio
del
movimiento
(desplazamiento, velocidad y aceleración).
Analizar adecuadamente el tiro parabólico.
60
Resolver problemas que impliquen la utilización adecuada de las ecuaciones del
movimiento rectilíneo uniforme, del movimiento rectilíneo uniformemente variado,
del tiro parabólico y del movimiento circular.
Objetivos actitudinales.
Valorar la importancia de los diferentes tipos de movimiento presentes en
nuestra vida cotidiana.
Apreciar los trabajos en equipo y ayudar a los compañeros en la medida de lo
posible.
4. Contenidos
Los contenidos que se tratan en esta Unidad Didáctica son los siguientes:
1. Cuerpo en reposo o en movimiento.
2. Magnitudes necesarias en el estudio del movimiento.
3. Movimiento rectilíneo uniforme.
4. Movimiento rectilíneo uniformemente variado.
5. Lanzamiento horizontal y tiro parabólico completo.
6. Movimiento circular.
5. Temporalización
Esta Unidad Didáctica está dividida en varias sesiones, en las que se proponen
diferentes actividades de enseñanza-aprendizaje para que el alumno aprenda y afiance
los contenidos tratados en los objetivos de aprendizaje.
61
Actividades
E.A.
1.1 Puesta en
común de
ideas.
Motivación.
1.2
Explicación
del profesor
2.1
Explicación
del profesor
con ejemplos
3.1 Ejercicios
individuales.
3.2
Explicación
del profesor
Tiempo
Objetivos
20 min.
Identificar los
conocimientos previos.
Valorar la importancia
de los diferentes tipos
de movimiento
presentes en nuestra
vida cotidiana.
30 min.
Establecer el concepto
sistema de referencia.
50 min.
Distinguir entre
magnitud escalar y
vectorial.
Definir las magnitudes
necesarias en el
estudio del
movimiento
(desplazamiento,
velocidad y
aceleración).
20 min.
Calcular las magnitudes
necesarias en el
estudio del
movimiento
(desplazamiento,
velocidad y
aceleración).
30 min.
Enunciar las
magnitudes que se
mantienen constantes
y las que varían en un
movimiento uniforme y
en un movimiento
uniformemente
variado, así como la
ecuación general
aplicada a cada
movimiento.
Contenidos
Cuerpo en
reposo
o en
movimiento.
Magnitudes
necesarias en el
estudio del
movimiento.
Movimiento
rectilíneo
uniforme.
Movimiento
rectilíneo
uniformemente
variado.
Grupo
Aula
clase.
Grupo
grande.
Tipo, instrumento y
criterio de
evaluación
Diagnóstica. Diálogo
en clase para la
puesta en común de
ideas previas que
poseen los alumnos
acerca de
cinemática.
Formativa.
Observación directa.
Comprender los
conceptos de
posición, velocidad y
aceleración y su
dependencia del
sistema de
referencia elegido.
Formativa/sumativa.
Dossier de
ejercicios. Emplear
razonamientos
rigurosos al aplicar
los conceptos y
Aula
procedimientos
clase.
aprendidos a la
Individual.
resolución de
cuestiones y
problemas sobre los
diferentes tipos de
magnitudes.
Aula
clase.
Grupo
grande.
Formativa.
Observación directa.
62
Actividades
E.A.
4.1
Simulación
interactiva.
Ampliación y
motivación.
4.2 Trabajo
grupal.
4.3 Ejercicios
en clase y en
casa
5.1
Resolución de
la actividad
propuesta en
la sesión
anterior
Tiempo
10 min.
20 min.
Objetivos
Contenidos
Conocer el significado
de las gráficas
(velocidad, aceleración
y espacio vs tiempo)
del MRV y del MRUV.
Aula clase.
Grupo
grande
Apreciar los trabajos
en equipo y ayudar a
los compañeros en la
medida de lo posible.
Aula clase.
Grupo
reducido
20 min.
20 min.
Resolver problemas
que impliquen la
utilización adecuada de
las ecuaciones del
movimiento rectilíneo
uniforme, del
movimiento rectilíneo
uniformemente
variado.
Grupo
Movimiento
rectilíneo
uniforme y
movimiento
rectilíneo
uniformemente
variado.
Aula clase.
Trabajo
individual.
Aula clase.
Grupo
grande
5.2
Explicación
del profesor
30 min.
Conocer las ecuaciones
generales del tiro
parabólico y del
lanzamiento
horizontal.
Lanzamiento
horizontal y tiro
parabólico
completo.
Tipo, instrumento y
criterio de
evaluación
Formativa/sumativa.
Elaboración y
exposición del
trabajo grupal.
Gráficas generales
(velocidad,
aceleración y espacio
vs tiempo) para MRU
y MRUV.
Valorar el trabajo en
equipo.
Formativa/sumativa.
Dossier de ejercicios.
Emplear
razonamientos
rigurosos al aplicar
los conceptos y
procedimientos
aprendidos a la
resolución de
cuestiones
y problemas, adquirir
destreza en su
planteamiento y
desarrollo, realizando
correctamente los
cálculos necesarios y
utilizando notación
apropiada, para
obtener el resultado
esperado expresado
en unidades
adecuadas.
Formativa.
Observación directa.
Analizar
adecuadamente el tiro
parabólico.
63
Actividades
E.A.
Tiempo
Objetivos
Contenidos
Grupo
Tipo, instrumento y
criterio de
evaluación
Movimiento
circular.
Aula clase.
Grupo
grande.
Formativa.
Observación directa.
Aula clase.
Individual.
Formativa/sumativa.
Dossier de ejercicios.
Aplicar estrategias
características de la
actividad científica al
estudio de los
movimientos
estudiados: MRU,
MRUV, MCU
y MCUV. Resolver
problemas sobre
ellos y sobre los tiros
horizontal y oblicuo
usando el cálculo
vectorial.
Distinguir entre
velocidad angular y
velocidad lineal.
6.1
Explicación
del profesor
20 min.
Determinar las
ecuaciones implicadas
en el movimiento
circular uniforme y en
el movimiento circular
uniformemente
variado.
Especificar el sistema
de referencia cuando
sea necesario.
6.2 Ejercicios
de repaso y
presentación
de los
mismos.
30 min.
Resolver problemas
que impliquen la
utilización adecuada de
las ecuaciones del
movimiento rectilíneo
uniforme, del
movimiento rectilíneo
uniformemente
variado, del tiro
parabólico y del
movimiento circular.
Repaso de los
cuatro últimos
contenidos de
la Unidad
Didáctica.
64
Actividades
E.A.
7.1 Prueba
escrita
Tiempo
Objetivos
Contenidos
50 min
Todos los
objetivos de
la Unidad
Didáctica
Todos los
contenidos
de la
Unidad
Didáctica
Tipo, instrumento y criterio de
evaluación
Sumativa.
Prueba objetiva.
Emplear razonamientos rigurosos
al aplicar los conceptos y
procedimientos aprendidos a la
resolución de cuestiones
y problemas.
Aula clase.
Comprender los conceptos de
Individual. posición, velocidad y aceleración y
su dependencia del sistema de
referencia elegido.
Aplicar estrategias características
los movimientos estudiados.
Resolver problemas sobre ellos y
sobre los tiros horizontal y oblicuo
usando el cálculo vectorial.
Grupo
6. Materiales y recursos didácticos
Se utilizarán los siguientes recursos didácticos:
• Libro de texto: 1º BACHILLERATO Editorial Oxford.
• Ejercicios y problemas del libro de texto.
• Simulación interactiva sobre las gráficas correspondientes al movimiento
rectilíneo uniforme y al movimiento rectilíneo uniformemente variado (sesión
4) (anexo I.I).
• Colección de ejercicios de refuerzo (anexo I.II).
7. Atención a la diversidad
Estos son los contenidos mínimos que componen esta Unidad Didáctica.
Emplear razonamientos rigurosos al aplicar los conceptos y procedimientos
aprendidos a la resolución de cuestiones y problemas, adquirir destreza en su
planteamiento y desarrollo, realizando correctamente los cálculos necesarios
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utilizando notación apropiada, para obtener el resultado esperado expresado en
unidades adecuadas.
Comprender los conceptos de posición, velocidad y aceleración y su
dependencia del sistema de referencia elegido.
Aplicar estrategias características de la actividad científica al estudio de los
movimientos estudiados: MRU, MRUV, MCU y MCUV. Resolver problemas sobre ellos y
sobre los tiros parabólico usando el cálculo vectorial.
Con la actividad inicial empleada para la detección de las ideas previas
procedentes de cursos anteriores, se intenta llevar a cabo una clase participativa y
motivadora. Además, dicha actividad permite detectar e ir conociendo las dificultades
que presentan cada alumno, información necesaria para poder organizar la duración e
intensidad de cada actividad.
En el caso de existir alumnos con necesidades especiales tendrán la posibilidad
de realizar unos ejercicios de refuerzo (anexo I.II) que se tendrán en cuenta en la
evaluación y que se entregarán al finalizar la Unidad Didáctica.
Cuando se formen los grupos para hacer los ejercicios se intentará que estos
sean heterogéneos para así poder fomentar un trabajo cooperativo en el que unos
puedan ayudar a otros.
8. Tipos de evaluación
Como ya se ha mencionado en la Unidad Didáctica explicada anteriormente, el
aprendizaje ha de efectuarse mediante el uso de instrumentos y procedimientos
adecuados.
Existen tres métodos de evaluación: evaluación diagnóstica, evaluación
formativa y evaluación sumativa.
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Evaluación diagnóstica.
Se realiza al comienzo de la Unidad. Al inicio lo que se pretende es un diálogo
para la puesta en común de ideas sobre los conceptos de cinemática que poseen los
alumnos.
Evaluación formativa.
Tipo de evaluación que pretende proporcionar al profesor y al estudiante
información sobre la forma de cómo se está desarrollando el aprendizaje y si se está
avanzando adecuadamente hacia la obtención de los objetivos planteados, mediante
la realización y corrección de ejercicios o de preguntas relacionadas con el temario
aprendido permitiendo así corregir errores, repasar o reforzar puntos débiles.
No tiene carácter sumativo como tal pero si que afecta de forma indirecta en la
nota final.
Todas las sesiones de ejercicios son de diagnóstico, pero también son
formativas, para ver si el alumno comprende los conceptos de posición, velocidad y
aceleración y su dependencia del sistema de referencia elegido; emplea estrategias
características de la actividad científica al estudio de los movimientos estudiados y
sabe resolver problemas sobre todos ellos y sobre los tiros horizontal y oblicuo usando
el cálculo vectorial.
Además, hay que añadir que para resolver todos los problemas, los alumnos
deben aplicar un algoritmo que consta de una serie de paso y que debe aparecer en
todos los problemas que se planteen.
1º) Elegir el sistema de referencia.
2º) Realizar un dibujo que represente el ejercicio que se plantea.
3º) Identificar el movimiento.
4º) Escribir las ecuaciones del movimiento.
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5º) Distribuir los datos que proporciona el ejercicio.
6º) Resolver el problema y analizar el resultado.
Evaluación sumativa.
El instrumento de evaluación utilizado para esta Unidad Didáctica es la prueba escrita;
la presentación y exposición de las gráficas grupales (sesión 4) acerca de la variación de
las gráficas (velocidad, aceleración y espacio vs tiempo) según el tipo de movimiento
(MRV y MRUV) y el dossier de ejercicios individual.
9. Criterios de calificación
Prueba escrita (Examen) realizada al término del esta Unidad Didáctica.
(Recuperable, 60%).
Presentación y exposición del trabajo grupal de las gráficas de la sesión 4 (No
Recuperable, 15%).
Actitud positiva en el trabajo grupal (No recuperable, 10%).
Resolución de ejercicios y problemas: Realización diaria de los ejercicios
propuestos como deberes (No recuperable, 15%).
10. Anexos UD “Cinemática”
10.1 ANEXO VIII.I Simulación de gráficas.
http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//1000/1147/html/12_grficas_
de_un_mru.html
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10.2 ANEXO VIII.II Ejercicios de refuerzo.
1.- Un avión, que vuela horizontalmente a 1.000 m de altura con una velocidad
constante de 100 m/s, deja caer una bomba para que dé sobre un vehículo que está en
el suelo. Calcular a qué distancia del vehículo, medida horizontalmente, debe soltar la
bomba si éste: a) está parado y b) se aleja del avión a 72 Km/h.
2.- Por la ventana de un edificio, a 15 metros de altura, se lanza horizontalmente una
bola con una velocidad de 10 m/s. Hay un edificio enfrente, a 12 metros, más alto que
el anterior. A) ¿choca la bola con el edificio de enfrente o cae directamente al suelo?.
B) si tropieza contra el edificio ¿a qué altura del suelo lo hace?.
3.- Una rueda de 20 centímetros de radio, inicialmente en reposo, gira con movimiento
uniformemente acelerado y alcanza una velocidad de 120 rpm al cabo de 30 s. Calcula:
a) La velocidad lineal de un punto de la periferia de la rueda en el instante t = 30 s.
b) El módulo de la aceleración normal en ese momento.
4.- Se suelta un objeto desde el techo de un ascensor de 2 m de altura que desciende a
1 m/s. Calcula el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo del ascensor.
5.- Un pájaro parado en un cable a 5 metros sobre el suelo deja caer un excremento
libremente. Dos metros por delante de la vertical del pájaro, y en sentido hacia ella, va
por la calle una persona a 5 Km/h. La persona mide 1,70 m. Calcula; a) si le cae en la
cabeza y b) a qué velocidad debería ir para que le cayera encima
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