PRUEBA DIAGNÓSTICA Área curricular: Ciencia Tecnología y Ambiente Grado: 4to de secundaria 4to Grado 1. El inicio de la vida Con la aparición de los primeros seres vivos como algunas bacterias y algas, se fueron generando condiciones para la vida sobre la Tierra, propiciando la aparición de nuevos seres. CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Explica el mundo físico, conocimientos científicos Capacidad Comprende y aplica conocimientos científicos y argumenta científicamente Sustenta que los organismos dependen unos de otros y que generan condiciones para la evolución El estudiante sustenta que la actividad biológica de las algas es principalmente la función clorofílica y en consecuencia la liberación del oxígeno libre que irá formando la atmósfera, que en el transcurso del tiempo hará respirable la atmósfera y se formará la capa de ozono necesaria para la vida b) Consumían dióxido de carbono y liberaban el oxígeno que ahora es imprescindible para la vida Indicador Descripción Las primeras formas de vida eran muy frágiles y carecían de partes duras por lo que no han dejado fósiles. Sin embargo, su actividad biológica dio lugar a estromatolitos, concreciones calcáreas de origen inequívocamente biológico que se han encontrado en varios lugares y que constituyen la prueba más antigua que existe de la existencia de vida en la Tierra. Foto: Estromatolitos actuales en la Laguna Amarga del Parque Nacional de las Torres del Paine (Chile). ¿Qué función cumplieron los primeros seres vivos? a) Mejoraron las condiciones de vida en el planeta al liberar calor, elevando la temperatura. b) Consumían dióxido de carbono y liberaban el oxígeno que ahora es imprescindible para la vida. c) Liberaban vapor de agua que se convirtieron en nubes, esenciales para la vida. d) Liberaban dióxido de carbono y consumían oxígeno, que era muy abundante. Respuesta basado en 2. No todo lo que brilla es oro Observa la balanza que mide en gramos y luego la probeta mostrada en dos momentos diferentes y toma en cuenta cuáles son los valores de su masa y volumen del cuerpo, expresados en sus correspondientes unidades. Luego calcula la magnitud correspondiente. Observa la tabla y responde: CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Capacidad Indicador Descripción Oro Bronce Pirita Dureza 2 3 De 6 a 6,5 Brillo Metálico Metálico Metálico Densidad 19,3 g / cm3 8,9 g / cm3 5,02 g / cm3 ¿De qué material se trata? a) b) c) d) Oro. Bronce. Pirita. Falta información para decidir. Respuesta Indaga, mediante métodos científicos, situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia Diseña estrategias para hacer indagación Elige las unidades de medida a ser utilizadas en el recojo de datos considerando el margen de error que se relaciona con las mediciones de las variables En esta actividad el estudiante observa la balanza y determina la masa del cuerpo, retomando el enunciado del ítem elige la unidad que corresponde, 445 g. Luego por desplazamiento y diferencia de volúmenes encuentra el volumen del cuerpo 270 cm3 – 220 cm3 = 50 cm3. Con estos dos datos define que la magnitud a obtener es la densidad, discriminando la dureza y el brillo (datos consignados en la tabla). Después calcula por cociente el valor de la densidad: 445 g / 50 cm3 = 8,9 g / cm3. Finalmente observa la tabla y define al bronce como el cuerpo en cuestión b) Bronce 3. El Sol brilla para todos. El elemento más abundante en el Sol y que le sirve de principal combustible representa el 71%, seguido por el helio que equivale al 27% y otros elementos más pesados que alcanzan al 2%. La energía emitida por el Sol es del orden de los 3,86x1026vatios, y es producto de la fusión de núcleos de este elemento para convertirse en helio. La fusión nuclear del Sol fue descubierta por el físico estadounidense Hans Bethe en 1938, hecho éste que encauzó las investigaciones para el desarrollo 15 años después, de la primera bomba de fusión nuclear. CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Explica el mundo físico, basado en conocimientos científicos Capacidad Comprende y aplica conocimientos científicos y argumenta científicamente Justifica que la energía que proviene del Sol se obtiene por fusión nuclear En esta actividad el estudiante justifica que el Sol está compuesto principalmente por hidrógeno, y al estar a millones de grados centígrados ocurre la fusión del hidrógeno originando el helio, y la consecuente liberación de energía, el hidrógeno es el combustible para generar la energía que proviene del Sol. Del enunciado se desprende que uno de los elementos más abundantes es el helio, con este dato el estudiante puede discriminar las alternativas y quedarse con solo la B) y la C). Finalmente puede recurrir a la última información del enunciado y recordar que fue la bomba H, entonces cae en la cuenta que los elementos más abundantes son el hidrógeno y el helio c) El hidrógeno y el helio Indicador Descripción El núcleo solar se encuentra a unos quince millones de grados centígrados, mientras la superficie a unos 4 200 ° C ¿Qué elementos son más abundantes en el Sol? Respuesta a) b) c) d) El litio y el nitrógeno. El helio y el oxígeno. El hidrógeno y el helio. El carbono y el oxígeno. 4. Los mismos elementos con características diferentesEl Cloro tiene 24 isótopos con números de masa que van desde 28CL hasta 51Cl y 2 isómeros. Hay dos principales isótopos estables, 35Cl y 37Cl, que se encuentran en las proporciones relativas, dando una masa atómica de cloro estándar de 35.45. El isótopo radiactivo de vida más larga es 36Cl que tiene una vida media de 301.000 años. Todos los otros isótopos tienen vidas medias de menos de 1 hora, muchos menos de un segundo. La vida más corta son 29CL y 30Cl, con vidas medias de menos de 20 y 30 nanosegundos, respectivamente, la vida media de 28CL es desconocida. CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Capacidad Indicador Descripción Calcule la abundancia porcentual de cada isótopo respectivamente. a) b) c) d) 35% y 37% 75% y 25% 77,5% y 22,5% 35% y 45% Respuesta Indaga, mediante métodos científicos, situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia Problematiza situaciones Formula preguntas estableciendo relaciones causales entre las variables El estudiante formula preguntas sobre ¿qué isotopos del cloro son más abundantes? Luego de indagar los datos de la lectura y discriminar estos valores, en esta actividad concluye que debe usar solamente el cloro 35 y cloro 37, a partir del cual calculará la abundancia. Supone una abundancia X para el cloro 35 y 100 – X para el cloro 37, luego la masa media o estándar será calculada como (35(X) + 37(100-X) )/(100) y como esta es igual a 35,45, el valor de x será 77,5% y para la otra abundancia será 22,5% c) 77,5% y 22,5% 5. Los colores primarios. Observa la imagen con los colores rojo, verde y azul (RGB por las siglas en inglés: red, green y blue) ¿Qué dos colores del espectro lumínico absorbe en mayor grado la clorofila? CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Capacidad Indicador Descripción a) b) c) d) Rojo y amarillo Verde y azul Rojo y verde Rojo y azul Respuesta Indaga, mediante métodos científicos, situaciones que pueden ser investigadas por la ciencia Analiza datos o información Emite conclusiones basadas en sus resultados. En el proceso de la fotosíntesis, las plantas absorben la energía de los fotones correspondientes a los colores excepto la de la luz verde, entonces las plantas verdes absorben el rojo y el azul d) Rojo y azul 6. Luz para vivir. En los ecosistemas acuáticos como los lagos y mares la luz es absorbida eficazmente. Se puede diferenciar dos zonas: la parte superior donde hay luz se denomina zona fótica y la inferior donde prácticamente no ingresa luz, zona afótica. ¿En qué zona se encuentra el fitoplancton?, ¿a qué es debido? CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Explica el mundo físico, conocimientos científicos Capacidad Comprende y aplica conocimientos científicos y argumenta científicamente Sustenta que los organismos primarios de la cadena alimenticia dependen de la luz para realizar el proceso de la fotosíntesis En la actividad el estudiante sustenta que en la zona fótica, es decir en la zona donde llega la luz del sol, se desarrolla el proceso de la fotosíntesis. El fitoplancton en el mar, al igual que las plantas en la tierra, fija el CO2 y libera oxígeno, en el proceso de la fotosíntesis, el fitoplancton es el alimento primario del ecosistema Indicador Descripción Respuesta a) En la zona fótica, debido a que consume luz. b) En la zona afótica, debido a que realiza la fotosíntesis. c) En la zona fótica, debido a que gracias a la luz puede realizar la fotosíntesis. d) En la zona afótica, debido a la producción de dióxido de carbono. basado en c) En la zona fótica, debido a que gracias a la luz pueden realizar la fotosíntesis 7. Lo inútil se puede convertir en útil. Dos estudiantes idearon construir un prototipo para el tratamiento de aguas grises o jabonosas, que son las aguas generadas por procesos domésticos como el lavado de los utensilios, el lavado de ropa o el aseo personal. El prototipo se basa en tres etapas, que son: 1. Una trampa de grasas. 2. Una cámara de desgasificación. 3. Biofiltro. Los beneficios del prototipo son el ahorro de agua y de dinero para las familias, y la reutilización de un recurso natural. De acuerdo a lo explicitado, uno de los estudiantes opina que se debe cambiar el orden de los procesos, porque es mejor primero usar el biofiltro, luego la trampa de grasas y finalmente la cámara de desgasificación. CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Diseña y produce prototipos tecnológicos para resolver problemas de su entorno Capacidad Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución Indicador Propone aspectos de funcionalidad de su alternativa de solución que son deseables de optimizar y selecciona los recursos que deben ser consumidos en la menor cantidad posible para lograrlo En la presente actividad el estudiante debe reconocer las fases del proceso, teniendo en cuenta el tamaño de los residuos, la interacción biofísica y la interacción bioquímica con las sustancias que se usan para el tratamiento Descripción ¿Cuál de las razones es fundamental para mantener el orden establecido inicialmente? a) Para tratar el agua lo primero que debe eliminarse son los residuos biológicos, como parásitos, bacterias y otros. b) Primero se debe eliminar lo más saltante físicamente (las grasas, los residuos sólidos y otros), luego se debe producir la desgasificación (que es una intervención fisicoquímica) y finalmente ocuparse de los elementos bioquímicos. c) No es importante el orden, puede ser la propuesta inicial. d) Es más fácil y económico seguir el orden establecido, se beneficiarían mejor las familias. Respuesta b) En el tratamiento primero es eliminar lo más saltante físicamente, las grasas, los residuos sólidos y otros, luego la desgasificación que es una intervención fisicoquímica y finalmente los elementos bioquímicos 8. Reutilizando el agua. Los estudiantes mencionados en el ítem anterior deciden usar el agua tratada para diferentes actividades. En una conversación aclaran que es posible que el agua tratada contenga bacterias en cantidades mayores a las permisibles y que es importante tener en cuenta esta información. CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Diseña y produce prototipos tecnológicos para resolver problemas de su entorno Capacidad Plantea problemas que requieren soluciones tecnológicas y selecciona alternativas de solución Indicador Propone y justifica acciones de verificación dentro del rango de funcionalidad requerido. Descripción En la presente situación el estudiante debe reconocer los beneficios y las limitaciones del prototipo, tomando en cuenta los procesos si son o no rigurosos Respuesta a) Utilizar el agua en el lavado de vehículos ¿Cuáles de las siguientes actividades es posible realizar? a) b) c) d) Utilizar el agua en el lavado de vehículos. Reutilizar el agua en el riego de algunas plantas como las lechugas. Reusarlas en las duchas e inodoros. Para lavar la ropa y los utensilios de cocina. 9. ¿Heredamos lo mismo?. Los biólogos usan los cladogramas para tres propósitos: 1. Probar hipótesis sobre la evolución. 2. Aprender sobre las características de las especies extintas y los linajes ancestrales. 3. Clasificar los organismos según las características que heredaron de un ancestro común de forma tal que la clasificación revele la evolución de las especies. En la imagen anterior se muestra el parentesco entre una bacteria, un hongo, una mariposa, un pez, una lagartija y un ratón. Junto a la línea del cladograma se notan unos cuadros rojos que indican las características compartidas. La característica que está más en la base es el de estar formado por célula(s) eucariota(s); todos los linajes que se derivaron desde este punto, los que conducen a los hongos, las mariposas, los peces, las lagartijas y los ratones, poseen esta característica. La segunda característica señalada en este cladograma es la presencia de tejidos animales; todas las ramificaciones que hay después de este punto, las que conducen a las mariposas, los peces, las lagartijas y los ratones, poseen esta nueva característica. También podemos hacer una lectura de las características CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Construye una posición crítica sobre la ciencia y la tecnología en sociedad Capacidad Evalúa las implicancias del saber y del quehacer científico y tecnológico Indicador Analiza cuestiones socio científicas en las que se ponen en juego las intenciones del trabajo de los científicos y los efectos de éste en la sociedad y la naturaleza Descripción Los parentescos se pueden observar con facilidad contando con los diagramas llamados cladogramas, que son diagramas que esquematizan la historia evolutiva. Del cladograma se puede clasificar a los organismos. El estudiante cuenta con la suficiente información para decidir y definir el grado de parentesco o las similitudes o rasgos comunes Según rúbrica Respuesta que tienen los organismos teniendo en cuenta la información proporcionada por el cladograma, así pues, podemos decir basados en este cladograma, que un ratón posee: células eucariotas, tejidos animales, cráneo, pulmones y pelo. Basados en el anterior cladograma podemos afirmar también que un ratón está más emparentado con una lagartija que con un pez, ya que el nodo de bifurcación entre los linajes del ratón y la lagartija está más próximo que el nodo de bifurcación de los linajes que llevan al pez y al ratón. Como se nota en el cladograma anterior, todos los organismos se colocan en las hojas y cada nodo interior se divide en dos ramas. Los taxones que resultan de cada bifurcación se denominan taxones hermanos o grupos hermanos. Cada clado se define en base a una serie de características que aparecen en sus miembros y que fueron heredadas a sus descendientes. Describe las características posibles de un pez observando el cladograma. Rúbrica de evaluación. INDICADOR Analiza cuestiones socio científicas en las que se ponen en juego las intenciones del trabajo de los científicos y los efectos de éste en la sociedad y la naturaleza BUENO 2 ACEPTABLE 1 DEFICIENTE 0 Utiliza las tres formas de observar el cladograma Hace uso de una o dos formas de observar el cladograma No logra distinguir las formas de usar el cladograma 10. La bomba de hidrógeno, en su tiempo, la máxima energía ¿para el bienestar de la humanidad? El proyecto Manhattan se concreta así: el 6 de agosto de 1945, aproximadamente a las 8:15 de la mañana, un B-29 modificado con el nombre Enola Gay soltó la bomba Little Boy basada en el diseño gun-type sobre la ciudad de Hiroshima. Esta bomba - cuya expulsión fue autorizada por el presidente de los EEUU, Harry Truman – mató a 140000 personas inocentes. Este tipo de bomba no fue probado, debido a que los científicos y militares a cargo del programa conocían la efectividad de la misma, que podía activarse con un diseño extremadamente simple. Una macabra anécdota de este hecho sería que, después de la detonación sobre Hiroshima, Einstein comentaría: CARACTERÍSTICA DEL ÍTEM Competencia Construye una posición crítica sobre la ciencia y la tecnología en sociedad Capacidad Toma posición crítica frente a cuestiones sociocientíficas Indicador Analiza como la investigación científica se subordina a interés públicos y privados Descripción Los hechos descritos en el ítem fundamenta como los intereses de una nación están por encima de los interés globales, que en apariencia sirve a la humanidad El estudiante asumirá una postura sobre este hecho Según rúbrica Debería quemarme los dedos con los que escribí aquella primera carta a Roosevelt. Respuesta Rúbrica de evaluación. INDICADOR Comenta este hecho, tomando en cuenta la lectura. ¿A quiénes sirvió el desarrollo de la ciencia? Analiza como la investigación científica se subordina a interés públicos y privados BUENO 2 Analiza los hechos, da crédito a las palabras de Einstein y cuestiona la forma como se activa la misma ACEPTABLE 1 Cuestiona el hecho por ser muy letal, considera la cantidad de muertos DEFICIENTE 0 Su respuesta no está en relación al planteamiento del problema