caja de herramientas

BIOMUSEO
Programa educativo escolar-Materiales de apoyo docente
CAJA DE HERRAMIENTAS
EL PUENTE SURGE
Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural
para fortalecer la identidad nacional
CARPETA DOCENTE
UNIDAD 1
Volcanes y lava de las entrañas
de la Tierra
El contenido de esta caja ha sido desarrollado como parte del Programa Educativo Escolar del Biomuseo, en
coordinación con la Dirección Nacional de Educación Ambiental del Ministerio de Educación de Panamá, y con el
apoyo de la Fundación ProEd.
El Programa Educativo Escolar del Biomuseo cuenta con el apoyo financiero de Grupo Rey.
El material de esta carpeta y los afiches que la acompañan están disponibles en formato PDF en el página web
del Biomuseo (www.biomuseopanama.org).
Concepto y coordinación general: Adriana Sautu
Ideas y textos: Xiomara Martínez Pinto, Olga E. Vázquez, Edward Montenegro Montes, Wilfredo Bethancourt,
Zoraida Cedeño, Irene del Carmen Hernández, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo.
Edición y revisión de textos: Edward Montenegro Montes, María Heller, Adriana Sautu y Digna Caicedo.
Revisores científicos: Felix Rodríguez, Marisa Moya y Carlos De Gracia
Agradecemos la colaboración de: Ileana Cotes, Debbie Psychoyos, María Antonieta Cassino, Lidia Valencia,
Adilia de Pérez, Enriqueta De Gracia, Priscilla Vázquez, Dilia Santamaría, Darién Montañez, George Angher,
Irasema Torres, Wendy Tribaldos (Suplemento infantil Aprendo de Corporación La Prensa), Milton Solano
Esmeralda Nájera, Larissa Ricord, Veira Rodríguez, Roberto Maduro, Fátima Rodríguez y Aivín Lay. Especial
agradecimiento para la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de Panamá por permitirnos incluir en esta
carpeta hojas del libro "Volcán Barú, un gigante dormido".
El Biomuseo permite que se haga uso del material con estudiantes y que se hagan copias para uso no comercial.
© 2012 Biomuseo. Todos los derechos reservados
Impreso en Panamá.
Contenido
Presentación ....................................................................................................................................................
1
Esta caja de herramientas contiene ..............................................................................................................
2
Plan de unidades ..............................................................................................................................................
4
¿Cómo usar las unidades y las lecciones?.....................................................................................................
5
¿Cómo están organizadas las unidades y las lecciones?.............................................................................
6
El curriculum nacional en las unidades .........................................................................................................
9
El enfoque de competencias en las lecciones ...............................................................................................
10
Herramientas y estrategias .............................................................................................................................
11
Información base para el docente ..................................................................................................................
13
Sitios web recomendados ...............................................................................................................................
18
Unidad 1: Volcanes y lava de las entrañas de la Tierra ...............................................................................
21
Lección 1: Los volcanes ....................................................................................................................................
24
Lectura: La ranita de achiote y el volcán Barú .....................................................................................
27
Elaboración de un volcán .........................................................................................................................
29
Formulario 1 !Erupción! ............................................................................................................................
31
Lección 2: Volcanes de Panamá .....................................................................................................................
33
Formulario 2 Vulcanólogos expertos ......................................................................................................
35
Lección 3: La Tierra en el patio .......................................................................................................................
37
Lectura Andrija Mohorovicic ...................................................................................................................
41
Instrucciones para el modelo a escala. Parte A .................................................................................... 43
Instrucciones para el modelo a escala. Parte B ....................................................................................
45
Caja de herramientas “El puente surge”
Explorar y conocer nuestra herencia natural y cultural para fortalecer la identidad nacional
PRESENTACIÓN
El Biomuseo cuenta la historia geológica del surgimiento del istmo, su relación con la biodiversidad actual de
Panamá y el mundo, y con la evolución del hombre. Cada una de sus 8 galerías y el parque botánico ofrecen la
oportunidad de fortalecer temas curriculares en todas las materias a través del eje transversal ambiental.
Además, siendo la información que se expone fruto de más de 100 años de ciencia en Panamá, uno de nuestros
objetivos educativos es estimular el interés por la ciencia como parte de la vida diaria.
Las Cajas de Herramientas han sido pensadas para forjar una nueva relación museo-escuela a la vez de
fortalecer la educación de las ciencias. Su contenido fue coordinado con el Ministerio de Educación de Panamá
y elaborado con el apoyo de un grupo voluntario de docentes apasionados y la Fundación ProEd; todo esto ha
sido posible gracias a la generosa contribución de Grupo Rey.
El contenido de estas cajas ha sido diseñado a partir de estrategias indagatorias con dos objetivos principales:
1. Contribuir a la enseñanza de temas del currículum nacional correlacionados con las exhibiciones del Biomuseo.
2. Facilitar la planificación para una salida escolar pedagógica eficiente.
Todo docente que aspire a hacer uso pedagógico del Biomuseo puede solicitar esta caja en calidad de préstamo,
por el término de un mes, con el compromiso de hacer uso cuidadoso y devolver la misma completa y en buen
estado.
Las lecciones en esta caja, el currículo nacional y la visita al Biomuseo:
Para comprender mejor la historia geológica de Panamá contada en la galería El Puente Surge, se deben
manejar los contenidos curriculares relacionados con las ciencias de la Tierra. A su vez, la exhibición sobre
nuestro historia geológica brinda al docente un contexto para que esos contenidos se vuelvan significativos.
En estas lecciones se actualizan e integran contenidos del currículo nacional:
• Se incorpora la teoría de placas tectónicas para actualizar los contenidos de estructura de la Tierra e
interacciones entre las capas de la Tierra.
• Se incorpora el ciclo de las rocas para actualizar los contenidos de tipos de rocas y recursos naturales no
renovables.
• Se integran estos contenidos con aquellos de prevención de desastres naturales y manejo de nuestros
recursos naturales no renovables.
• Además de los contenidos cognitivos, las lecciones apoyan el desarrollo de las competencias científicas y las
visitas al museo relacionadas con esta caja incluirán talleres para sentirse “geólogo por un día”.
Podrá usar estas lecciones como guía para cubrir estos contenidos con actividades para ANTES Y DESPUÉS
de una visita al Biomuseo en su planificación trimestral, mensual o semanal. Esa planificación será solicitada
cuando haga la reservación en el museo.
1
Contenido de la Caja
Esta caja de herramientas contiene:
√
√
Cinco carpetas docentes
• Presentación y lista de materiales
• Cada carpeta contiene una unidad
Cada unidad brinda de 3 a 5 lecciones
- planificadas a nivel de relato.
• Técnicas y estrategias pedagógicas
de manejo de grupo.
√
6 placas de vidrio
√
Muestras de rocas y/o minerales
√
Láminas plastificadas
√
6 Resortes
CD/DVD con el material en PDF,
presentaciones y videos
√
5 Lupas
√
6 Placas de rayado geológicos,
2
√
7 Afiches
3
4
o Parten de videos o
láminas para revisar su
conocimiento previo.
o Experimentan con
modelos de ondas
sísmicas.
o Escuchan una
explicación sobre placas
tectónicas y los
diferentes tipos de
encuentros.
o Repasan lo escuchado
leyendo mapas.
o Ponen a prueba su
comprensión haciendo
predicciones que
comparan con datos
estadísticos, y
relacionan placas
tectónicas y terremotos.
o Leen comprensivamente
sobre prevención de
accidentes en
terremotos.
o Esbozan un plan de
prevención de riesgos
para la escuela.
Un sismógrafo y juegos
interactivos sobre placas
tectónicas.
Máquina de terremotos
o Parten de una leyenda
para revisar su
conocimiento previo.
o Construyen un volcán,
experimentan y miden los
efectos de una explosión.
o Leen comprensivamente
un folleto sobre volcanes
y lo relacionan con la
estructura de la Tierra.
o Experimentan el uso de
evidencias indirectas
para inferir cualidades
de los materiales y lo
relacionan con el uso de
las ondas sísmicas para
inferir las capas del
interior de la Tierra.
o Construyen un modelo a
escala del interior de la
Tierra en el patio de la
escuela.
o Escriben un texto
comparando diferentes
fuentes sobre el modelo
de la estructura de la
Tierra
Rocas que indican nuestro
pasado volcánico
Geólogos del Volcán Barú
Descripción
breve de la
unidad
¿Qué verán en
el museo?
Taller en el museo
Estructura de la Tierra
Prevención de desastres
naturales
5.º - 6.º
Estructura de la Tierra
3.º - 6.º
grados
2: Terremotos
Eje curricular
1: Volcanes
Unidad
o Revisan su conocimiento
previo al poner a prueba
sus predicciones sobre
rocas concretas.
o Experimentan con
caramelos los procesos de
fusión y enfriamiento.
o Observan y describen los
resultados de los
experimentos.
o Leen comprensivamente
sobre la formación de las
rocas y establecen
analogías entre sus
experimentos y el ciclo de
las rocas.
Rocas volcánicas y
sedimentarias que cuentan
la historia del istmo
¿Qué nos dicen esas rocas?
Fósiles y rocas que
indican la historia
geológica del istmo
¿Geólogo o paleontólogo?
Recursos naturales no
renovables
4.º -6.º
4: Ciclo de las rocas
o Arman un
rompecabezas con
rocas y fósiles como
pistas e infieren que los
continentes han
cambiado de posición
en el tiempo.
o Leen un biografía para
saber que han hecho lo
mismo que el famoso
meteorólogo Alfred
Wegener.
o Arman una línea de
tiempo con hechos
históricos relacionados
con la teoría de
tectónica de placas.
o Relacionan ciencia y
tecnología a partir del
análisis de la línea de
tiempo.
o Ven un video, leen
sobre la teoría de
placas tectónicas e
interpretan en un mapa
los principales procesos
que ésta implica.
Estructura de la Tierra.
Evolución del planeta
10.º
3: Un rompecabezas
de millones de años
Plan de Unidades
Geólogos en la cantera
Rocas volcánicas y
sedimentarias de las que
se obtienen minerales
metálicos y no metálicos
o Revisan su conocimiento
previo sobre recursos
naturales a partir de
objetos de la vida
cotidiana.
o Relacionan información
sobre la presencia de
minerales en Panamá
con geología.
o Leen sobre la profesión
de geólogo, realizan una
colección de rocas, las
describen, comparan
con parámetro
establecidos.
o Leen comprensivamente
sobre las clases de rocas
y clasifican las de su
colección.
o Leen un mapa de
recursos minerales de
Panamá y relacionan
esos recursos minerales
y los tipos de rocas de
nuestro territorio.
Ciencias auxiliares
de la geografía
Recursos minerales
y economía
5.º - 7.º
5: Rocas de Panamá
¿Cómo usar las unidades y las lecciones?
√
Puede adaptar y adecuar todo a su entera discreción.
•
√
√
√
√
√
√
Cada unidad involucra de 3 a 10 horas de clase, integra varias materias y puede considerarse como un
pequeño proyecto de aula. Las preguntas de unidad y lección son las guías del trabajo a realizar.
Todos los temas se introducen con activadores del conocimiento previo para que el docente tenga
oportunidad de evaluar de manera diagnóstica, activar los referentes de los estudiantes y motivar su
curiosidad.
Todas las lecciones se relatan en detalle para facilitar que el docente tenga la guía de las preguntas que
estimulan un acercamiento indagatorio al conocimiento.
Todas las unidades incluyen estudios de objetos concretos o datos reales en la búsqueda de contextualizar
conceptos y desarrollar el pensamiento abstracto.
El concepto ANTES del término: todas las unidades incluyen actividades de acercamiento paulatino antes
de hacer énfasis en definiciones y lecturas teóricas.
Todas las unidades incluyen la práctica de lectura comprensiva. Usted puede variar las estrategias según la
edad: lectura con todo el grupo dirigida (parando para analizar secciones de texto para asegurar la
comprensión), reunión de expertos, carrusel, cuadros sinópticos, mapas conceptuales, grillas o tablas de
doble entrada para comparar, etc.
•
√
Para la “lectura” de imágenes o videos puede utilizar las mismas estrategias.
Todas las actividades incluyen trabajo en equipo. Sugerimos estrategias de agrupamiento al azar, pero Ud.
puede establecerlos a priori, asegurando que cada grupo tenga un estudiante con diferente rendimiento en
la materia respectiva.
•
√
Puede usar solamente una lección o parte de ella o todo el material de una unidad. Incluso puede
mezclar lecciones de las diferentes unidades.
Recuerde establecer roles en las actividades de grupo.
Las lecciones tienen una columna de evaluación continua tanto para permitir la revisión de las acciones
docentes como para realimentar a los estudiantes. Dejamos abierto al criterio del docente la forma en que
utilizará estas evaluaciones para ponderar el rendimiento de los estudiantes. Muchos instrumentos de
evaluación pueden ser usados en autoevaluación del alumno a la vez de ser usados por el docente.
Recuerde compartir ANTES con los estudiantes cómo va a evaluar para que sepan qué se espera de ellos y
puedan ser protagonistas de su propio aprendizaje y autoevaluarse.
5
6
Lección a lección
están detallados los
recursos necesarios
para que tenga todo
preparado con tiempo.
Los indicadores de
logro de las lecciones
expresan las
competencias que
esperamos que los
estudiantes alcancen
al finalizar la unidad.
El cuadro de unidad
muestra la secuencia
de lecciones para
lograr los objetivos.
Incluimos:
• formularios diseñados para fotocopiar,
• lecturas y láminas para repartir y regresar a la carpeta,
• afiches,
• CD o DVD con presentaciones y todo en PDF.
Una pregunta abierta que
invita a la exploración de
ideas en relación a un tema.
En la primera hoja le damos una visión general de la unidad:
La suma de los
contenidos conceptuales
de las lecciones ayudan
a construir la respuesta
a la pregunta de unidad.
Las preguntas de las
lecciones contribuyen
a profundizar sobre la
pregunta de unidad.
Duración estimada
en clases de 45 min.
¿Cómo están organizadas las unidades y las lecciones?
7
La asignatura cuyo
contenido curricular
es parte esencial de
la unidad se indica en
la primera columna
Detallamos las competencias científicas e indicamos las otras
competencias básicas que se fortalecen con las actividades.
Las unidades han sido
diseñadas pensando en
asignaturas y contenidos
curriculares del currículo
oficial de Panamá
En la segunda hoja detallamos las conexiones curriculares y los recursos necesarios.
Se incluyen los recursos que contiene la caja y aquellos que usted debe procurar.
La correlación de
asignaturas no sólo
contribuye con una
educación integral,
sino que refuerza el
aprendizaje, ayudando
a contextualizar
y dar significado.
Se indican las otras
asignaturas cuyos
contenidos se
involucran en las
lecciones.
8
Cada actividad es considerada dentro de
criterio de manejo de tiempo en el aula
conocido como “sistema 1/4”. En las páginas
siguientes encontrará más detalles de ésta y
otras estrategias usadas en las lecciones que
forman parte de las aplicadas por nuestro
colaborador, Fundación ProEd.
Cada lección
comienza con
un activador o
también puede
ser un gallo
mañanero.
En cada lección se
especifican los logros
de aprendizaje que
contribuyen al objetivo
general de unidad.
Aquí encontrará otra vez la pregunta
de lección y el contenido conceptual
que es la meta de comprensión.
La evaluación es un
proceso continuo y les
apoyamos con los criterios
para evaluar cada paso.
Cada actividad de
lección tiene una
pequeña meta que
irá construyendo
las competencias
y conceptos de
nuestros objetivos.
Tiempo estimado
para la lección en
clases de 45 min.
Las lecciones se desarrollan en cuadros de tres columnas para comunicar de manera muy detallada el objetivo de cada actividad,
así como el proceso de evaluación continua. Esto puede facilitar su uso en la planificación de aula.
9
10.º
7.º
6.º
5.º
Estructura del planeta Tierra
4.º
La litósfera y su relación con el hombre
La estructura de la Tierra
Clasificación de recursos naturales de Panamá
Representaciones geográficas.•
La ciencia geográfica. Ciencias auxiliares
Los recursos naturales de América
Combustibles fósiles
Interrelación entre las capas de la geósfera
Los recursos naturales de Panamá
Atmósfera, litósfera e hidrósfera
La Interrelación entre las capas bajas de la atmósfera
y las capas superficiales de la geósfera e hidrósfera.
La materia se contrae, se dilata (o expande) o se
transforma, por acción de la temperatura.
Contenido curricular principal
Nivel
√
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Unidad 2
Unidad 1
√
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Unidad 3
√
√
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√
√
√
Unidad 4
Todas las unidades integran asignaturas como Español, Matemáticas, Biología, Química con Ciencias Naturales o Ciencias Sociales.
En este cuadro indicamos los temas curriculares de Ciencias Naturales o Ciencias Sociales que pueden explorarse a partir del uso sugerido en cada
unidad y a partir de las adecuaciones pertinentes.
El curriculum nacional en las unidades
√
√
√
√
√
√
√
√
Unidad 5
El enfoque de competencias en las lecciones
En concordancia con el nuevo enfoque de competencias que se utiliza en el sistema educativo de Panamá, en
cada unidad se establece las competencias básicas principales que se fortalecen con las lecciones. Nos basamos
en las 8 competencias básicas definidas por el Ministerio de Educación de Panamá:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Comunicativa
Pensamiento lógico matemático
Competencia en el conocimiento e interacción con el mundo físico
Tratamiento de la información y competencia digital
Social y ciudadana
Cultural y artística
Aprender a aprender
Autonomía e iniciativa personal
Además, se establecen para cada unidad, las competencias científicas que se esperan ejercitar con las
actividades planificadas. Estas competencias se refieren a las habilidades científicas que contribuyen al formar
un pensamiento crítico, son competencias genéricas relacionadas con las competencias básicas 3 (conocimiento
e interacción con el mundo físico) y 7 (aprender a aprender) y son las siguientes1:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1
Observan y describen
Hacen preguntas investigables
Hacen hipótesis basados en observaciones y conocimiento previo
Hacen predicciones
Diseñan experimentos
Realizan experimentos
Recolectan datos.
Analizan los datos para establecer las evidencias
Reflexionan y sacan conclusiones en base a la evidencia
Construyen gráficos y diagramas
Comunican las conclusiones basados en la evidencia
Consideran más de una posibilidad o variable. Hacen nuevas preguntas
Argumentan
Comprenden textos científicos y buscan información
Encuentran relaciones con un universo más amplio y encuentran aplicaciones
Furman, M. y Podestá, M.E. (2008). La aventura de enseñar ciencias naturales. Editorial Aique, Buenos Aires.
10
Herramientas y estrategias
Las herramientas y estrategias educativas que utilizamos a lo largo de las lecciones de la caja son parte de los
talleres que realiza la Fundación ProEd, una organización sin fines de lucro, que forma parte del comité
educativo del museo y que tiene más de 10 años dedicada a inspirar maestros. Su filosofía se basa en que un
docente que inspira el aprendizaje hace la diferencia en la vida de sus estudiantes, por lo que aspira a que cada
aula panameña cuente con educadores dedicados, calificados y apasionados por la enseñanza.
A través del programa Maestros Apoyando Maestros ofrece 40 horas de entrenamiento y desarrollo profesional
continuo durante el año escolar.
Pasaporte de salida:
Reunión de expertos:
Es una hoja que solicitamos a la salida de la clase. Los
estudiantes pueden escribir, por ejemplo, tres cosas
aprendidas o una pregunta sobre el tema. También se
puede pedir alguno de los formularios llenados durante
la clase.
Es una forma de aprendizaje colaborativo. Para una
gran cantidad de información que queremos que los
estudiantes conozcan, organizamos grupos de 2-5
estudiantes y se le asigna una parte de la información
a cada grupo. Ellos la LEEN/RESUMEN/ ILUSTRAN y
se vuelven expertos en esa parte de la información.
Luego se reorganizan los equipos de manera que
queden conformados por un experto en cada parte.
Allí cada experto comparte lo que sabe con el resto.
Sistema 1/4:
El docente debe planificar sus lecciones de manera que
el tiempo en el aula promueva todas las posibles
interacciones personales y maneras de aprender. Lo
ideal es imaginar el bloque de la lección (45 min aprox.)
en cuartos de aprox. 10 min cada uno:
• El docente habla, el estudiante escucha.
• El docente interactúa con los estudiantes.
• El estudiante interactúa con otros estudiantes.
• El estudiante realiza trabajo individual
y autónomo.
No siempre es perfecto, pero el aprendizaje mejora si al
planificar tenemos en cuenta crear las oportunidades
para que se den todas las interacciones posibles.
Activador:
La activación de los conocimientos previos es
necesaria para favorecer que los estudiantes
construyan conocimiento significativo.
Los activadores son actividades que pretenden que los
estudiantes se hagan conscientes de su conocimiento
previo, puedan expresarlo y establezcan conexiones
para contextualizar los conceptos sobre los que se va a
trabajar en la lección.
Paletas de equidad:
Compañeros de estudio:
Se utilizan paletas para crear igualdad de oportunidades
de participación entre los estudiantes, evitar tanto que
los más tímidos nunca participen o que los dominantes
acaparen la atención. Se entrega a cada uno un palito
de paleta y se solicita que registren su nombre de un
lado (puede pedir del otro lado una cualidad, un
personaje o ¡lo que quiera!).
Se plantea una pregunta, se dan un minuto para pensar
individualmente, dos para comentar entre pares. Luego,
para obtener respuestas a compartir en plenaria, se
selecciona una paleta al azar, que luego será puesta
aparte para no volver a llamar a ese estudiante.
Es importante dar la oportunidad de interacción entre
pares antes de hacer uso de la paleta;
Técnica para agrupar: al principio de la clase
entregamos un formulario con 3-5 lugares u horas o
algo semejante, según el número de momentos para
reflexionar o trabajar en parejas de la lección. Deben
buscar un “compañero” para lugar u hora.
También se pueden formar grupos de estudio de 3
estudiantes (avanzado, medio y bajo de la curva de
rendimiento) para que trabajen juntos e incrementar
el aprendizaje.
11
Carrusel de ideas:
En el carrusel de ideas, los estudiantes giran alrededor de la clase en pequeños grupos, parando por varias estaciones
por un tiempo determinado en cada una. Deben plasmar sus ideas en una cartulina. La lectura de las ideas compartidas
a través del movimiento y la conversación, activará el conocimiento previo y proporcionará el andamiajes para la nueva
información.
√
√
√
√
Generar un número X de preguntas para el tema de estudio y escribir cada pregunta en una hoja de cartulina o
papel (Nota: El número de preguntas debe reflejar el número de grupos que va a utilizar durante esta actividad).
Pegue las hojas con las preguntas alrededor de su salón de clases. Cada pregunta corresponde a un estación.
Divida a sus estudiantes en grupos de 5 o menos y entregue a cada grupo un color diferente de marcador.
Pídale a cada grupo que se pare delante de una estación. Van a tener de 2 a 3 min para una lluvia de ideas y
escribir las ideas en cada estación. Cuando el tiempo se cumpla, los grupos rotarán a la siguiente estación en
sentido del reloj.
Continúe hasta que cada grupo llegue a su última estación.
Antes de salir de la última estación, cada grupo deberá seleccionar los 3 mejores ideas de su estación para
compartir con toda la clase. No importa que no hayan sido sus ideas.
Momento de mostrar/show time:
Cloze:
Hay dos versiones
1) momento de ver un video, o presentación, y 2)
momento de compartir los productos de su trabajo.
Videos o presentaciones pueden usarse como
activadores o como momento de reflexión y
consolidación de conceptos luego de haber trabajado
actividades experimentales.
Cuando los grupos cooperativos han terminado su
"producto", se convierte en el momento de mostrar
(SHOW TIME)... o el tiempo para demostrar lo que saben.
Es una estrategia de fluidez en la lectura que ayuda a
los lectores a mantener el ritmo y atención durante la
lectura. El maestro guía la lectura y elimina algunas
palabras claves o el final de un párrafo, los alumnos
completan el texto con una palabra que mantenga
el sentido.
Una variación es la lectura “alternada”. El maestro
pasea entre los estudiantes y toca el hombro del que
seguirá la lectura.
Con los más pequeños, el docente puede leer el
principio de un párrafo y el grupo completarlo leyendo
en voz alta todos juntos. Esta técnica puede volverse
aún más activa cambiando el ritmo de lectura o el tono
de voz, que los estudiantes deben imitar.
Gallo mañanero
Primera actividad del día, puede ser un repaso, una
actividad de rompehielo, un formulario que active el
conocimiento previo, una reflexión personal, etc.
Puede aprovecharse a manera de activador para ir
enfocando el tema de la lección, crear expectativa y
aprovechar para establecer grupos de trabajo.
Una segunda intención es estimular la entrada temprano
al salón, pues quienes lleguen tarde, dependerán de los
“tempraneros” para que les expliquen qué deben hacer.
Columnas colaborativas:
Las columnas de colaboración se utilizan a menudo
para enseñar conceptos ambiguos al estimular la
discusión y síntesis de diferentes puntos de vista. En las
sucesivas columnas se va agregando diferentes puntos
de vista y en la última se suman, resumen o aclaran.
Un ejemplo es las tres columnas: ¿cómo se ve, ¿cómo
se oye?, ¿Por qué es importante? Se completan las
columnas tratando de que participen todos.
Otro ejemplo es mi idea + tu idea: En la primer columna
se escribe lo que pienso individualmente, en la segunda
y tercera lo que discuto con otro compañero; y en la
cuarta ¿qué aprendí?
Salpicón de palabras:
Es un activador asociado a técnicas de lectura
comprensiva. Se eligen 10-12 palabras y se pide que se
infiera el tema del día.
La actividad crea expectativa, pide que infieran y
establece un vocabulario y relaciones entre palabras
que ayudan a enfocar conceptos.
12
Información base para el docente
El ser humano ha tomado muchos siglos en poder tener una idea sobre la estructura interna de la Tierra. ¿Qué
habría bajo el suelo, bajo sus pies? ¿De dónde salen las aguas que forman manantiales? ¿De dónde vienen los
fuegos y lavas que escupe el volcán?
Muchas fueron las explicaciones imaginarias o con alguna clase de lógica que se propusieron. Por ejemplo
Athanasius Kircher (1601-1680), padre jesuita de la época de Galileo, fue autor de la enciclopedia “Mundo
subterráneo”, en la que sugería la existencia de reservorios de agua subterráneos, así como un centro de
magma debido a que las temperaturas debían aumentar hacia el interior.
El entendimiento de la estructura de la Tierra fue lográndose con la suma del conocimiento de diferentes
personas, que a su vez aumentaba con el apoyo de la tecnología que se iba desarrollando. Por ejemplo, medir la
intensidad de un mismo terremoto en diferentes localidades permitió inferir cómo son las rocas de la corteza y
aún más profundo. Increíblemente el primer antecesor del sismógrafo conocido data del año 132 y fue
construido en China por Zhang Heng y podía detectar terremotos tan distantes que nadie cercano lo sentía
siquiera. Era un jarrón de bronce, con varias cabezas de dragones, cada una con una pelota también de bronce
en su boca; alrededor del pie tenía varios sapos con las bocas abiertas. Si la máquina detectaba un temblor de
tierra, una bola de bronce, automáticamente, se soltaba y caía en la boca de uno de los sapos. La posición del
sapo en cuestión indicaba la dirección de la cual procedía el temblor.
Estas dos imágenes y la posibilidad de generar historias cautivadoras se utilizan en la Unidad 3, diseñadas para
estudiantes de media (pudiéndose adaptar a premedia). La intención de incluirlas en la planificación es la de
reforzar el concepto de ciencia como un proceso.
A continuación le ofrecemos un resumen del conocimiento más actualizado a la fecha y que tiene pertinencia
dentro del curriculum oficial de Panamá, así como referencias valiosas para profundizar en cualquiera de esos
temas.
I. MODELOS DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
Para entender como funciona la tierra tenemos que conocerla por dentro, pero penetrar al interior de la Tierra
ha sido imposible debido a las altas temperaturas y presiones que allí existen. La estructura interna de la Tierra
se conoce y se infiere sobre la base de diversos estudios, que proporcionan datos directos o indirectos:
•
Las evidencias directas son obtenidas por excavaciones en las minas, perforaciones y por explosiones
volcánicas. Las excavaciones más profundas, en África del Sur, han llegado hasta 3,5 km de los 6370 km que
tiene la corteza terrestre.
•
Las evidencias indirectas son obtenidas de meteoritos y, principalmente, a través de los estudios del
comportamiento de las ondas que se producen en los terremotos que permite inferir la composición del
interior de la Tierra debido a que estas ondas se desplazan en diferentes velocidades dependiendo la
densidad del medio por el que se muevan.
13
Los datos obtenidos a través de estos estudios han permitido generar modelos de cómo sería el interior de la
Tierra. El modelo estático es sencillo (tres capas) y se basa en la composición química. El modelo dinámico, se
basa en el comportamiento mecánico (estado, plasticidad, elasticidad) de los materiales según se puede inferir a
partir del estudio de las ondas sísmicas. Lo que sigue es una explicación sencilla que está ilustrada en el afiche
que acompaña esta caja:
Modelo es t át ico (bas ado en la compos ición química):
1) L a cor tez a (continental y oceánica) es la capa más fina e irregular, de consistencia sólida pero menos densa
que el resto, esta formada por elementos químicos como oxígeno, carbono, hierro, calcio, aluminio y silicio.
Los elementos más abundantes en la corteza continental son sílice y aluminio, y sílice y magnesio son los
más abundantes en la corteza oceánica 2 . Su espesor varía desde 5 km en algunas zonas oceánicas hasta
más de 70 km en las zonas montañosas de los continentes. L a corteza terrestre es más liviana en los
continentes que en el fondo oceánico.
2) El manto (superior e inferior) es más uniforme que la corteza y mucho más grueso. Su límite inferior se sitúa
a 290 0 km contado desde la superficie. Está compuesto por elementos más densos, como son el hierro y el
magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio. L a parte superior contiene abundancia
de silicatos relativamente livianos (como el olivino, silicato de hierro y magnesio) y la inferior, silicatos más
densos (como la espinela, óxido de magnesio y aluminio).
3) El núcleo (interno y externo) es muy denso. Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre. El núcleo externo
se encuentra en estado líquido, (lo sabemos porque las " ondas s" –que no se trasmiten a través de líquidosdesaparecen en él). El núcleo interno es el centro del planeta, sólido, de mayor densidad y menos azufre.
Modelo dinámico (bas ado en las propiedades mecánicas ):
1) L it ós fera: Es la capa externa de roca sólida (litósfera= esfera de piedra) que está dividida en placas que se
mueven. Está compuesta por la corteza (continental y oceánica) y la parte superior del manto.
2) A s tenós fera: (esfera sin resistencia): Forma parte del manto superior, es plástica (menos rígida), ya que la
temperatura y la presión permiten que las rocas se fundan parcialmente.
3) Mes ós fera: Equivale al resto del manto (entre los 350 y 290 0 km) y se considera en estado sólido. En la
zona de contacto con el núcleo existe una capa (Nivel D) donde se cree que podrían existir algunos
materiales fundidos.
4 ) E ndós fera: Comprende al núcleo, cuya capa externa se considera de material fundido pues no permite
trasmite las ondas S. Se encuentra fundido parcialmente (sólido pero con plasticidad) hasta los 4 0 0 km, para
recuperar su estado sólido de allí en adelante.
Dis cont inuidades : L as ondas sísmicas cambian de comportamiento (velocidad, intensidad y dirección) al pasar
de una capa a otra. L a primera y más famosa discontinuidad fue descubierta a principios del siglo XIX por
Andrija Mohorovicic, y se conoce como la Discontinuidad de Moho. Ésta señala el límite entre la corteza y el
manto y se debe a que cambian las propiedades conductivas por el cambio químico. Con el tiempo se han ido
describiendo otras discontinuidades que están marcadas en el afiche de la caja.
II. T E CT ÓNICA DE P L A CA S :
L a corteza no es continua sino que está formada por 15 enormes placas que flotan sobre el manto. L a
comprensión de este fenómeno fue fundamental para comprender la dinámica terrestre. Uno de los primeros en
darle forma a esa idea fue Alfred Wegener, quien elaboró la teoría de la deriva continental a principios de 1900
en la que explicaba la presencia de idénticos fósiles y rocas en continentes distantes a través del movimiento de
los continentes; hoy sabemos que las que se mueven son enormes placas de corteza (que incluyen continentes y
fondo oceánico). El número de placas o microplacas varía según la fuente que revise, incluso en algunas hay
zonas que se consideran " difusas" , es decir cuyo límte no es claro según los datos obtenidos a la fecha.
L a composición química de las rocas conocidas a principio del siglo XIX, llevó a considerar que una capa de corteza conocida como SIAL (silicio y aluminio)
reposaba sobre otra capa continua y profunda de SIMA (sílice y magnesio). De las misma manera se hablaba de NIFE (níquel y hierro) para describir el núcleo.
Hoy esos términos están en desuso y han perdido significado frente a la información existente.
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La mayor parte de los terremotos y volcanes se producen en las zonas ubicadas en los límites entre las placas.
Este contacto puede ser de distinto tipo:
•
Cuando las placas se alejan una de la otra se les llaman divergentes. Esto sucede por ejemplo con las placas
Norteamericana y Europea que se separan en la fosa oceánica. Al separarse se produce un espacio que es
rellenado con magma. Cuando éste se endurece se aleja del lugar donde surgió generando un nuevo hueco
que es rellenado con nuevo magma. El proceso crea el sistema que da origen al fondo oceánico y se conocen
como bordes divergentes o constructivos. En estas zonas no suelen ocurrir sismos de gran intensidad.
•
Cuando las placas se mueven en sentido contrario y chocan, se conocen como bordes convergentes. Hay
dos posibilidades en este caso: si ambas placas tienen densidades similares, a lo largo de millones de años
generan cadenas montañosas como los Himalayas, y el fenómeno es llamado colisión. Si las densidades son
distintas, y generalmente la de mayor densidad es la oceánica, una se hunde bajo la otra. Un ejemplo es el
de la cordillera de los Andes donde la placa de Nazca se hunde bajo la Sudamericana. Este fenómeno es
llamado subducción y genera volcanes, la corteza que se sumerge se funde dentro del magma y produce
presión que se libera a través de los volcanes en la placa que se mantiene arriba.
•
Cuando las placas se desplazan paralelamente entre sí pero en sentidos opuestos, generan sismos, es como
si las placas quedaran enganchadas y de repente se soltaran liberando gran cantidad de energía. Esto
ocurre en la Falla de San Andrés, en California, Estados Unidos. Se denominan bordes transformantes, y el
fenómeno se conoce como fricción.
III. SISMOS Y ONDAS SÍSMICAS
Un terremoto ocurre cuando dos bloques de rocas, se rompen y se deslizan uno contra otro, liberando la energía
que se había acumulado. Esto ocurre con mayor frecuencia en los bordes convergentes y transformantes, y en
zonas de fallas geológicas (donde hay quebraduras entre las rocas), es decir donde hay grietas en la corteza. De
la zona de fricción (foco o hipocentro) se liberan dos tipos de ondas: ondas P (primarias) de presión y ondas S
(secundarias) ondulantes, ambas presentan comportamientos distintos dependiendo de la composición del
material que cruzan en la corteza hacia la superficie. Una vez que llega el movimiento a la superficie (epicentro),
se forman dos tipos de ondas superficiales que se desplazan sobre la superficie de la corteza: las Love (que se
mueven horizontalmente mientras avanzan) y las Rayleigh (que se mueven verticalmente mientras avanzan).
En la actualidad existe una sofisticada red de estaciones sismográficas distribuidas alrededor del mundo, y el
conjunto de datos acumulado en ellas ha permitido estudiar en detalle cómo las ondas que atraviesan el interior
del planeta. La integración de estos resultados, sabiendo que las velocidades de propagación marcan distintos
tipos de materiales y medios físicos, ha permitido deducir la estructura interna de la tierra.
Escalas para calcular la fuerza de un sismo:
Los principales factores que inciden en el nivel de daños que puede ocasionar un terremoto son la fuerza, la
cercanía al foco y la duración del movimiento. A mayor fuerza del movimiento, mayor cercanía al foco y a
mayor duración, más daños causará el sismo.
Magnitud e intensidad:
• La magnitud mide la energía liberada por el foco del terremoto y se mide con la escala de Richter que va
de 2 a 10, pero el 3 es diez veces más fuerte que el 2, el 4 10 veces meas fuerte que el 3 y así sucesivamente
(es una escala logarítmica). De menos de 2.0 -que es casi imperceptible- se producen más de 1 millón de
terremotos al año. Los terremotos más fuertes registrados ha sido de 9.9 y se produce 1 cada 20 años
aproximadamente.
• La intensidad mide el daño producido en las distintas estructuras, es una medida más subjetiva, usa la
escala de Mercalli que tiene 12 grados. El Grado I muy débil se describe como “Imperceptible para la mayoría
excepto en condiciones favorables”; el Grado XII catastrófico se describe como “Destrucción total con pocos
sobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados. Imposibilidad de
mantenerse en pie”.
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Profundidad del foco:
• Los sismos de foco superficial actúan sobre áreas reducidas, pero sus efectos son considerables, pues las
ondas sísmicas apenas se atenúan antes de llegar a la superficie. En cambio los de foco profundo afectan a
zonas mucho mayores, pero la intensidad, en igualdad de magnitud, es menor, debido a que las ondas
sísmicas llegan más debilitadas a la superficie.
IV. ALGUNAS DUDAS QUE PUDIERAN SURGIR DEL FOLLETO DEL VOLCÁN BARÚ
•
En la página 2 dice que el Volcán se formó antes que se cierre el istmo de Panamá hace 3.5 millones de años. Es
importante que usted sepa que nuevas evidencias encontradas en las excavaciones de la ampliación del canal
de Panamá ponen en duda el momento exacto en que se cerró el istmo, y se ha planteado que eso podría
haber ocurrido hace 17 millones de años. Sin embargo, todavía faltan más estudios para aclarar este punto.
•
Si los estudiantes no están claros que la corteza terrestre que vemos tan compacta es solo una capita que
cubre la tierra puede usar la analogía de un huevo duro con la cáscara partida para que pueda resultarles
familiar, sería oportuno aclarar que son 15 grandes placas y algunas micro placas que cubren el planeta y
que flotan sobre el manto.
•
Otro punto que puede generar dudas es la subducción de la que se habla en la página 3. La tierra está
cubierta de placas, entonces cuando una se mueve y choca con otra, pueden pasar distintas cosas, si tienen
densidades similares el encuentro puede hacer que se “arruguen” y formen montañas como en los Himalaya
o que una sea más densa que la otra y se sumerja (subducción). En este último caso, el calor y la presión
hacen que la corteza que se sumerge se funda, aumente su presión y pueda surgir un volcán en la placa
menos densa.
Aprendiendo más sobre volcanes
Podemos pensar que todos los volcanes son iguales pero si observamos lo que pasa en la naturaleza vemos que
no. Para poder estudiar y entender los fenómenos naturales los hombres tenemos tendencia a clasificarlos y
para eso buscamos cosas en común. Pero siempre debemos recordar que el sistema de clasificación está
construido por seres humanos y muchas veces los seres vivos y la naturaleza podrían escaparse de nuestras
reglas. Entonces habrá siempre excepciones a los esquemas de clasificación y habrá siempre cosas que caen en
más de una categoría.
Los volcanes no se escapan a estos problemas de clasificación y hay diferentes formas de agruparlos. Por
ejemplo, por la composición química de lava, el ambiente tectónico, el tamaño, la forma en que hace erupción, la
ubicación geográfica, la actividad actual, y la morfología.
Según su forma, los científicos que trabajan en volcanes los han clasificado en 26 formas, en este escrito vamos
a hablar de los 3 más comunes:
Volcanes escudo: son los mayores volcanes de la Tierra. Los volcanes escudo de Hawai son los ejemplos más
famosos. Tienen un tipo de lava muy fluida cuando entran en erupción y por esta razón no son empinados ya
que la lava se escurre por las paredes. Las erupciones son sólo explosivas si el agua se mete en la rejilla de
ventilación, de lo contrario, se caracterizan por la baja explosividad. Los volcanes escudo son el resultado de las
altas tasas de suministro de magma, la lava está caliente y poco ha cambiado desde el momento en que se
generó, la mayoría de las veces fluye en forma continua. Los volcanes escudo son los productos comunes de
vulcanismo de puntos calientes donde la corteza terrestre es muy finita pero también se pueden encontrar a lo
largo de arcos volcánicos asociados a subducción. Los ejemplos de los volcanes escudo son Kilauea y Mauna
Loa (Hawai), Fernandina (Galápagos), Karthala, Erta Ale, Tolbachik, Masaya, y muchos otros.
Estrato volcanes: constituyen el mayor porcentaje de los volcanes individuales de la Tierra y la mayoría se
caracteriza por erupciones con lavas más frías y más viscosas que los volcanes escudos. Estas lavas más
viscosas permiten que se genere más presión de gas, por lo tanto estos volcanes suelen sufrir erupciones
explosivas. Los estrato volcanes producen lava, cenizas y piedras de forma intercalada por eso se suelen llamar
compuestos. En general se encuentran a lo largo de arcos volcánicos relacionados con la subducción, y las
tasas de suministro de magma son bajas y por tanto pasa períodos de reposo largos entre las erupciones.
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Volcanes de fisura: son aberturas longitudinales que se producen en general en las dorsales oceánicas o sea en
las zonas de separación de placas aunque puede producirse en otras zonas a través de la cual se erupciona lava
usualmente sin actividad explosiva. La fisura es generalmente de pocos metros de ancho y puede ser de varios
kilómetros de largo. No tienen una caldera central y la superficie es mayormente plana. El volcán puede
usualmente ser visto como una grieta en el suelo o en el lecho marino. Las fisuras estrechas pueden ser
rellenadas con lava que las endurece.
V. ROCAS, MINERALES Y RECURSOS DE PANAMÁ
Este tema no lo desarrollamos en esta sección porque las unidades 4 y 5 de la carpeta incluyen lecturas lo
suficientemente explicativas. Lo animamos a que profundice en el tema apoyado en las referencias
bibliográficas.
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Bibliografía, sitios recomendados y refencias útiles:
Sitios en español:
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Red Escolar Nacional. Fundación Centro Nacional de Innovación Tecnológica. CENIT, Venezuela.
URL: http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/cienciasTierra/Tema16.html
Información para docentes y estudiantes de todos los niveles con buenas imágenes y muchos temas. El sitio
no está disponible en el período de vacaciones (agosto y septiembre).
Profesor en línea. Querelle y Cia Ltda. Chile.
URL: http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Placas_tectonicas_Teoria.htm
Sitio privado de Chile dedicado a aquellos estudiantes que buscan más información para sus tareas. La
sección sobre placas tectónicas es muy completa.
Alejandro Nava. La Inquieta Superficie Terrestre. Colección digital La Ciencia para Todos. Instituto
Latinomaericano de la Comunicación Educativa.
URL: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/113/htm/terrest.htm
Excelente sitio de México con información detallada sobre el desarrollo de la teoría de tectónica de placas
para niveles superiores y para el docente.
Biblioteca virtual del Instituto de Defensa Civil de Perú. URL:
http://bvpad.indeci.gob.pe/html/es/folletos.htm
Folletos divulgativos en PDF para la prevención en caso de desastres naturales. El material tiene un diseño
claro y atractivo.
Portal de Educación y Gestión del Riesgo. Centro Regional de Información sobre Desastres para América
Latina y El Caribe. URL: http://educacionygestiondelriesgo.crid.or.cr/
Recursos de información en prevención y mitigación de riesgos, materiales lúdicos y multimedia.
Anne E. Egger, Ph.D. La Estructura de la Tierra: Una travesía virtual al centro de la tierra.
Visionlearning Vol. EAS (1s), 2003. URL:
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=69&l=s
Excelente resumen del tema de la estructura de la Tierra. Visionlearning es un recurso para docentes y
estudiantes fundado por la National Science Foundation de Estados Unidos, que provee módulos
considerados más efectivos que los libros de texto.
Martínez Navarro, F. Y J.C Tirégano García. Ciencias para el Mundo Contemporáneo.
URL: http://www.cienciasmc.es/web
Excelente sitio con material escrito, enlaces, actividades y videos para la asignatura homónima obligatoria en
España.
Sitios en inglés:
•
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•
•
•
Earth Science Education. de la Universidad de Purdue. URL: http://web.ics.purdue.edu/%7Ebraile/.
Pagina del Profesor Larry Braile con gran cantidad de actividades para comprender los fenómenos
geológicos
Earthquake Hazards Program. U.S Geological Surrey. URL: http://earthquake.usgs.gov
Página del Instituto de Geología de Estados Unidos que cuenta con numerosos recursos, mapas de actividad
sísmica de todo el mundo, enlaces a actividades para escuelas, e información sobre eventos sísmicos
Mineral Information Institute. URL: http://www.mii.org/teacherhelpers.html
Página con lecciones, afiches y materiales a la venta.
Incorporated Research Institutions for Seismeology. (IRIS). URL: http://www.iris.edu/hq/sitemap
Página con muchos recursos educativos, videos y animaciones.
Educcational Materials. Earth and Environmental Sciences. University of Kentucky.
URL: http://ees.as.uky.edu/educational-materials
Página educativa de la Universidad de Kentucky con animaciones, ejercicios interactivos y canciones.
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Videos*:
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Viaje al centro de la tierra. Discovery Chanel. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLY
En español. Este es el primero de una serie de videos que muestra científicos que estudian la estructura de la
Tierra haciendo un paralelo con la película basada en la novela “Viaje al centro de la Tierra’ de julio Verne. En
total son 10 capítulos-videos.
Clase demostrativa sobre ondas P y S. URL: http://youtu.be/vnYGnK63KLY
Un docente organiza un ejercicio corporal poniendo a sus alumnos en un círculo para simular ondas P y S, de
una manera que resulta muy concreta y comprensible. La simulación se usa en la unidad 2. Aunque es en
inglés, no es necesario entender el idioma porque es actuado.
Animación comparando ondas P y S URL: http://youtu.be/gl4FvHKzAlU
Una animación sencilla y corta comparando la forma de propagarse de las ondas primarias y secundarias. Se
usa en la unidad 2.
Animaciones en español. Canal Youtube del Incorporated Research Institutions for Seismeology.(IRIS).
URL: http://www.youtube.com/playlist?list=PL2E1E62BCF37D619A&feature=plcp.
Dieciseis animaciones representando ondas sísmicas y procesos de placas tectónicas. Algunas se usan en la
unidad 2.
Volcanes. Discovery Chanel. URL: http://www.youtube.com/watch?v=2QCdzfSvVUs
En español. Habla de varios tipos de volcanes y muestra varios volcanes famosos.
Placas tectónicas. Discovery Chanel en español.
URL: http://www.youtube.com/watch?v=qF7wKnubg1w&NR=1 http://youtu.be/qF7wKnubg1w
Presentación de las placas tectónicas, especialmente sobre bordes transformantes como el de la falla de San
Andrés y los terremotos relacionados.
Si está interesada en ver videos cortos sobre volcanes, National Geographic tiene una serie de videos
disponibles en línea:
URL: http://video.nationalgeographic.com/video/player/environment/environment-naturaldisasters/
volcanoes/volcanoes-101.html
La Tierra – El Universo. URL: http://youtu.be/Dua2DZYWJcw
Sobre el planeta, sus capas y la evolución de la vida. Un resumen completo de 9:44 min
* Videos que están en el DVD de la caja junto a otro demostrativo para la unidad de volcanes y en el cual además encontrará un
archivo que detalla el contenido y datos de los videos.
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