LA ENERGÍA QUÉ ES ESO

Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
LA ENERGÍA ¿QUÉ ES ESO?
VAMOS A SEGUIR SU PISTA
Mª Dolores Chiva Ballesteros
Mª Isabel Granell Muñoz
I.E.S. CONSELLERIA
Valencia
Introducción:
Nuestros alumnos desconocen la función de la energía en nuestras vidas. Cómo nos afecta
en el ambiente doméstico, cómo nos facilita el trabajo…. Es como si para ellos la energía
fuese sólo un tema de Física o Tecnología, algo meramente académico.
Nuestro proyecto consiste en diseñar y construir un centro de transformación de energías,
partiendo de energía potencial transformarla en energía cinética, y ésta en energía mecánica
o energía eléctrica, y a partir de ellas darles una utilidad final que beneficie a las personas.
A partir de este proyecto, que está basado en un antiguo molino de Lérida, queremos
transmitirles comportamientos ecológicos de sostenibilidad y reutilización de recursos
naturales. De forma que valoren y reconozcan que desde siempre la energía ha sido
utilizada para mejorar las condiciones laborales de la vida de las personas.
Objetivos:
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Aprender a trabajar en equipo.
Buscar información en diferentes medios.
Adaptar la información al proyecto.
Identificar fuentes de energía.
Diferenciar fuentes de energía y tipos de energías.
Comprender algunas transformaciones de energía.
Distinguir los diferentes tipos de energía.
Reconocer y valorar las aportaciones de la ciencia, para la mejora de las
condiciones de vida de los seres humanos y, en especial, los nuevos avances del
siglo XX.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Relación del tema propuesto con el currículum del Curso:
Forma parte del tema de: la energía, tipos de energía y fuentes de energía del currículum
del Ámbito Científico Tecnológico de 1er curso del Programa de Cualificación Profesional.
Material y recursos necesarios:
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2 soportes de laboratorio
2 rodamientos
2 tacos
Varilla roscada M4
Tuercas M4 y arandelas
Para la construcción de la turbina: material a reciclar (garrafas, tapones)
Pistola y cola termo-fusible
Motor de corriente continua de 4,5 v que se utilizará como generador.
Polea grande (junto a la turbina, puede ser construida con contrachapado)
Polea pequeña (para acoplarla al motor-generador)
Goma elástica
3 LEDs
3 Pajitas (para las farolas)
Tapones de tetrabriks como soportes de las farolas
Disco (para la manivela)
Varilla
Articulación (para el conjunto de biela-manivela)
Hoja de sierra
Tubo de metacrilato
Tubo de PVC
Cinta aislante
Fichas de empalme
Cablecillo para conexiones eléctricas
Tablero de aglomerado
Normas de seguridad:
Son las propias del aula-taller de tecnología: precauciones a la hora de utilizar las siguientes
herramientas:
• pistola termo-fusible
• cuter
• tijeras
• destornillador
• sierra de vaivén
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Procedimiento:
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Cuestionario inicial, para conocer los conocimientos previos y poder valorar los
conceptos asimilados tras la experiencia.
Explicar a los alumnos el proyecto que queremos hacer.
Pase del vídeo del molino de Lérida. Pase de vídeos de centrales hidroeléctricas.
Explicación sencilla de los diferentes mecanismos que se emplearán: transmisión
por correas, funcionamiento de la biela-manivela.
Es muy útil que vean una construcción, aunque después ellos hagan modificaciones.
(ver ANEXO I)
Se les entregarán los esquemas necesarios (ver ANEXO II, así como un guión de
todo el proceso de trabajo. Los alumnos, deberán realizar unos sencillos bocetos con
las ideas que ellos han entendido. (ver ANEXO III)
Construcción por separado de: turbina, polea de transmisión grande, polea para la
manivela, montaje de la biela-articulación-hoja de sierra, montaje de las farolas con
los LEDs, montaje del pistón-cilindro, acoplamiento manivela-biela-sierra-pistóncilindro. (Es muy importante elegir un secretario que organice bien el grupo)
Montaje en los soportes de: turbina, polea grande y disco (manivela).
Montaje en el soporte del motor, correa.
Acoplamiento del conjunto y cableado desde el motor a las farolas.
Comprobación del funcionamiento con una manguera de agua. (previamente se
comprueba manualmente haciendo girar el disco que hace la función de manivela)
Explicación de la teoría:
La energía. Función de la energía en nuestras vidas.
Tipos de energía: térmica o calorífica; mecánica, motriz o del
movimiento; química; nuclear.
Fuentes de energía. Energías renovables. Energías no renovables.
Cuestionario final.
Realización de la presentación por equipos en power point.
Análisis de resultados.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Tiempo necesario para desarrollar esta práctica:
15 horas
Secuenciación de las sesiones realizadas:
Se constituyeron dos grupos de trabajo:
•
•
Subgrupo A: constituido por medio grupo de 1º de PCPI de informática y medio
grupo de 1º de PCPI de comercio
Subgrupo B: constituido por medio grupo de 1º de PCPI de informática y medio
grupo de 1º de PCPI de comercio
Se realiza la siguiente planificación:
Semana
10 enero
17 enero
24 enero
31 enero
7 febrero
9 febrero
14 febrero
Tiempo (horas)
0,5
3
3
3
3
0,5
3
Subgrupo A:
Subgrupo B:
Prueba inicial
Prueba inicial
Taller
Teoría
Taller
Teoría
Teoría
Taller
Teoría
Taller
Prueba final
Prueba final
Realización de la presentación y análisis de
resultados
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Cuestiones previas para los alumnos:
1.- ¿Qué entiendes por energía?
2.- ¿Podrías señalar cuales de las siguientes fotos representan objetos o acciones que tienen
energía?
3.- De una manera muy sencilla la energía se puede definir como “la capacidad de realizar
un cambio”.
Como toda actividad implica al menos un cambio y éste necesita algún tipo de energía para
producirse, debemos procurar entonces reconocer la energía por sus efectos.
Por ejemplo: un radiador encendido cambia la temperatura de la sala, o una pila puede
poner en marcha un reloj, o…
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Explica cómo reconoces la presencia de energía en las siguientes ilustraciones:
Foto 1
Foto 2
4.- El concepto de energía es totalmente general; sin embargo, esta magnitud se nos
presenta bajo diferentes formas o apariencia diversas.
Así pues podemos hablar de:
• Energía mecánica(cinética, potencial, gravitatoria, elástica, …)
• Energía eléctrica.
• Energía térmica o calorífica.
• Energía electromagnética o radiante (proveniente del sol).
• Energía química.
• Energía nuclear.
Escribe en cada imagen el tipo de energía que le corresponde, de la lista que aparece al final
Energía nuclear, Energía Mecánica (potencial); Energía Mecánica (cinética); Energía
química;Energía Eléctrica; Energía Térmica;Energía Radiante (luz); Enrgía
Radiante(calor)
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
5.- ¿Existe energía en nosotros? Sabrías explicar los procesos energéticos que se
desarrollan en el cuerpo humano.
6.- Marca el tipo de energía que corresponde en cada frase, de la lista que te ofrecen en
cada caso:
La combustión lenta de los alimentos ( energía química /energía cinética /energía potencial
gravitatoria/ movimiento/ energía eléctrica /energía térmica ) se transforma, por medio del
pedaleo y de la cadena de transmisión de las ruedas, en movimiento ( energía química
/energía cinética /energía potencial gravitatoria/ movimiento/ energía eléctrica /energía
térmica) y en el caso que el ciclista suba una pendiente, en un cambio de posición (
energía química /energía cinética /energía potencial gravitatoria/ movimiento/ energía
eléctrica /energía térmica .
Si, además, la bicicleta va equipada con un sistema de iluminación propio, una parte de la
energía cinética o (energía química /energía cinética /energía potencial gravitatoria/
movimiento/ energía eléctrica /energía térmica se podrá transformar, por medio de una
pequeña dinamo acoplada a la rueda, en (energía química /energía cinética /energía
potencial
gravitatoria/
movimiento/
energía
eléctrica
/energía
térmica).
Finalmente, cuando se accionen los frenos, se transformará progresivamente en (energía
química /energía cinética /energía potencial gravitatoria/ movimiento/ energía eléctrica
/energía térmica, transferida en forma de calor, hasta que la bicicleta se pare
completamente.
7.- ¿Se puede almacenar la energía?
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
8.- A partir del cuadro siguiente, en el que se expone como se transforman distintos tipos de
energía entre si, marca la opción que permita completar las frases que aparecen a
continuación:
•
•
•
•
•
•
En una pila la energía eléctrica /química /mecánica/ lumínica se transforma en
energía eléctrica /mecánica /química /nuclear.
En un ventilador en marcha la energía eléctrica nuclear mecánica térmica se
transforma en energía eléctrica /nuclear/ química /mecánica.
En un hierro al rojo vivo, la energía nuclear/ química/ térmica/ mecánica se
transforma en energía lumínica/ eléctrica/ química/ nuclear.
En el proceso de la fotosíntesis de las plantas verdes, la energía química/ nuclear/
eléctrica/ lumínica se transforma en energía lumínica/ química/ nuclear/ eléctrica.
En una batería de coche, la energía eléctrica/ química/ lumínica/ mecánica se
transforma en energía eléctrica/ mecánica/ térmica/ química.
Cuando se quema un bosque, la energía nuclear/ química/ lumínica/ térmica
almacenada en la madera de los árboles, se transforma en energía térmica/
mecánica/ química/ nuclear.
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
9.- Explica los tipos de energía que se ponen de manifiesto en una noria de feria cuando
ésta se mueve.
10.- Relaciona los siguientes conceptos:
1. Energía
a) Facilitar el trabajo
2. Calor
b)Acción de una o más fuerzas
3. Trabajo
c)Capacidad de los cuerpos o sistemas materiales
4. Máquina
d)Diferencia de temperatura
Análisis de los objetivos:
Los planteados al inicio.
Análisis de los resultados del cuestionario realizado al iniciar el proyecto
y al finalizarlo:
1. ¿Qué entiendes por energía?
INICIAL
BIEN MAL
57%
14%
NS/NC
29%
FINAL
BIEN MAL
83%
6%
NS/NC
11%
2. ¿Podrías señalar cuáles de las siguientes fotos representan objetos o acciones que
tienen energía?
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC
14%
86%
0%
56%
44%
0%
3. Explica cómo reconoces la presencia de energía en las siguientes ilustraciones:
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC
7%
57%
36%
72%
11% 17%
4. Escribe en cada imagen el tipo de energía que le corresponde, de la lista que aparece
al final
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/NC BIEN MAL NS/NC
50%
36%
14%
56% 17%
27%
9
Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
5. ¿Existe energía en nosotros? Sabrías explicar los procesos energéticos que se
desarrollan en el cuerpo humano.
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/N BIEN MAL NS/NC
C
50%
50%
0%
61%
11% 28%
6. Marca el tipo de energía que corresponde en cada frase, de la lista que te ofrecen en
cada caso:
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/NC BIEN MAL
NS/NC
29%
42% 29%
33% 40%
27%
7. ¿Se puede almacenar la energía?
INICIAL
BIEN MAL
64%
7%
8. A partir del cuadro siguiente, en
tipos de energía entre si, marca
aparecen a continuación:
INICIAL
BIEN MAL
21%
43%
NS/NC
29%
FINAL
BIE MAL
N
72% 0%
NS/NC
28%
el que se expone como se transforman distintos
la opción que permita completar las frases que
FINAL
NS/NC BIEN MAL
36%
6%
44%
NS/NC
50%
9. Explica los tipos de energía que se ponen de manifiesto en una noria de feria cuando
ésta se mueve.
INICIAL
BIEN MAL
36%
28%
FINAL
NS/NC BIEN MAL
36%
33%
28%
NS/NC
39%
10. Relaciona los siguientes conceptos:
INICIAL
FINAL
BIEN MAL NS/NC BIEN MAL
57%
14% 29%
44%
39%
NS/NC
17%
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
Conclusiones de la práctica:
Una vez obtenidos todos los datos y analizados los resultados, se pueden sacar las
siguientes conclusiones:
La experiencia demostró que el subgrupo que inició la experiencia trabajando la parte
práctica, respondió mejor a las explicaciones teóricas, al tener más referentes para
comprenderlas.
El trabajar con dos subgrupos formados a su vez por dos grupos diferentes, del mismo
nivel, (1º PCPI Comercio y 1º PCPI Informática) en principio causó sorpresa y un poco de
desorganización, aunque al poco tiempo, sorprendentemente, había una colaboración entre
ambos. Descubrieron las diferentes habilidades de los integrantes y las pusieron al servicio
del subgrupo.
Un problema, que por otra parte siempre suele pasar, es la dificultad que entraña el hecho
de que algunos alumnos tengan ausencias. El trabajar en equipo, implica que todos los
integrantes son más necesarios una vez se han asignado las diferentes tareas. No asumen
con facilidad trabajos que ya se habían asignado a otros. Les cuesta trabajar en equipo.
Para encajar el proyecto nos vimos obligadas a impartir tres horas de teoría en un subgrupo,
mientras el otro realizaba el taller; esto se debería corregir, haciendo bloques más
reducidos, para mejorar el rendimiento en las clases teóricas.
A pesar de que trabajaron bien en el taller, se notaba que eran alumnos que no estaban
habituados debido a que el pasado curso estaban en 2º de ESO o en 3º de ESO pero con
resultados desalentadores que lo abocó al programa de cualificación profesional inicial.
El resultado creemos que ha sido positivo, siempre mejorable pero en su conjunto positivo.
Referente a los resultados de las pruebas, mejoraron en la prueba final. (Creemos que las
respuestas de las tres últimas preguntas responden a la falta de interés por responderlas por
determinadas causas).
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
ANEXO I
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
ANEXO II
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
ANEXO III
IES CONSELLERIA
VALENCIA
1º PCPI Informática-Comercio
curso 2010-11
AMBITO CIENTÍFICO MATEMÁTICO 2ª EVALUACIÓN
PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA
(que nos proporcione alumbrado y el movimiento de vaivén de una sierra)
1.-Planteamiento del problema.
Nuestro proyecto consiste en diseñar y construir una central hidroeléctrica; el proyecto se iniciará con la construcción
de una turbina que nos permita transformar la energía potencial del agua almacenada a una altura, transformada en su
caída en energía cinética, y posteriormente en energía mecánica de rotación. Dicho movimiento de rotación se
trasmitirá mediante un mecanismo de polea-correa a una dinamo (utilizaremos un motor construido en su función
inversa, produciendo éste energía eléctrica) cuya rotación de su eje nos dará la tensión suficiente para que alumbren
unos LEDs. Además, acoplando un mecanismo biela-manivela, conseguiremos el movimiento de vaivén de una sierra.
2.-Objetivos:
Aprender a trabajar en equipo.
Buscar información en diferentes medios y adaptar la información al proyecto.
Comprender algunas transformaciones de energía.
Distinguir diferentes tipos de energía.
3.-Proyecto técnico:
Aportación de ideas.
Cada uno de los componentes del proyecto realizará un boceto o croquis del objeto, acompañado de una breve
explicación escrita en la que figure:
En qué consiste el objeto.
Partes de que consta.
Explicación del funcionamiento.
Elección de la idea más adecuada.
Reunido el equipo debéis analizar las distintas ideas aportadas por cada uno, para lo cual debéis considerar:
Si cumple con la finalidad prevista.
Si es posible su construcción con los medios disponibles.
Material y recursos necesarios:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
NOTA: los materiales siguientes son orientativos, podéis adaptarlos en
función de vuestro diseño.
2 soportes de laboratorio
2 rodamientos
2 tacos
Varilla roscada M4
Tuercas M4 y arandelas
Para la construcción de la turbina: material a reciclar (garrafas, tapones)
Pistola y cola termo-fusible
Motor de corriente continua de 4,5 v que se utilizará como generador.
Polea grande (junto a la turbina, puede ser construida con contrachapado)
Polea pequeña (para acoplarla al motor-generador)
Goma elástica
3 LEDs
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
3 Pajitas (para las farolas)
Tapones de tetrabriks como soportes de las farolas
Disco o polea prefabricada (para la manivela)
Varilla
Articulación (para el conjunto de biela-manivela)
Hoja de sierra
Tubo de metacrilato
Tubo de PVC
Cinta aislante
Fichas de empalme
Cablecillo para conexiones eléctricas
Tablero de aglomerado
Organización del equipo:
Es muy importante que, reunidos en equipo, os distribuyáis las funciones de cada uno de los componentes.
Para facilitar la organización de las tareas se sugiere que cumplimentéis una hoja de reparto de tareas, en la que se
consignarán las actividades que hay que realizar y las personas responsables de cada una de ellas. Disponéis de dos
semanas para realizarlo (6 horas de clase). No olvidéis que debéis ir planificando la presentación del proyecto que
pasaréis a limpio en el aula de informática. (2 horas)
.
Un portavoz organizará el reparto de trabajos y ayudará a los que lo necesiten, siendo además la persona
responsable del control de las herramientas.
Cada dos personas se dedicarán a construir una parte del proyecto:
a) turbina,
b) polea grande, acoplamiento motor-polea pequeña,
c) preparación del eje de la turbina, arandelas, tuercas, acoplamiento de los rodamientos al eje,
d) montaje de los soportes de laboratorio, preparación de la manivela (podemos utilizar un disco o una polea
en la que realicemos un agujero alejado de su centro, al cual acoplaremos la biela.
e) acoplamiento de la biela a la sierra mediante la articulación.
f) montaje del mecanismo pistón-cilindro,
g) montaje de las farolas,
h) montaje del conjunto
4.- Proyecto tecnológico. Construcción.
Normas de seguridad:
Son las propias del aula-taller de tecnología: precauciones a la hora de utilizar las siguientes herramientas: pistola
termo-fusible, soldador, cúter, tijeras, destornillador y sierra de vaivén.
Deberéis fotografiar todo el proceso de construcción para añadirlo a la presentación. (un miembro del
equipo, además de ayudar en el montaje, deberá ir tomando imágenes de todo el proceso, no hay que dejar un
detalle por fotografiar)
5.- Presentación del proyecto: EN POWER POINT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Planteamiento del problema. Explicaréis en qué consiste el proyecto así como su funcionamiento. Podéis
copiar la parte que corresponda de las trasformaciones energéticas que han tenido lugar. Ver esquema final.
Diseño final de la máquina (puede ser el entregado, con modificaciones). En el dibujo de conjunto, se
numerarán cada una de las piezas a las que se hará referencia en la lista de materiales.
Detalles de los diferentes mecanismos para facilitar su comprensión. (cada miembro del equipo dibujará una
parte. No hay problema que existan partes repetidas. Y previamente a la presentación se escanearán para
poder adjuntarlos a la misma).
Se añadirán la selección más representativa de las fotografías realizadas del proceso.
Lista de materiales empleados.
Hoja de proceso de construcción. Añadiréis la planificación prevista al inicio del proyecto y sus posibles
modificaciones, indicando nombre del mecanismo construido, personas responsables de su construcción, así
como las posibles dificultades encontradas.
Valoración del funcionamiento del equipo ( como equipo y del resultado final de la máquina)
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Cómo motivar a los estudiantes mediante actividades científicas atractivas
NO OS PREOCUPÉIS, TENDRÉIS SIEMPRE LA AYUDA DE VUESTRAS PROFESORAS, QUIENES OS FACILITARÁN EN
TODO MOMENTO TODO AQUELLO QUE NECESITÉIS Y, CON TODA SEGURIDAD, FUNCIONARÁ.
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