Ciencias para las Escuelas Primarias con la interface €Sense Guía del Maestro

© CMA, Amsterdam, 2015 http://www.cma-science.nl Versión 1.1, Enero 2015 Autor: Ewa Kedzierska Ilustraciones: ©Barttekent Traducción: Hugo Aguilar Las Hojas de Trabajo de estudiantes están disponibles en formato Word y pueden adaptarse para su uso en el salón de clases. La última versión del software y demás materiales pueden descargarse en www.cma-science.nl/primaryscience.

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Tabla de Contenido A. Antecedentes Pedagógicos .............................................................................................. 1 1. Tecnología enriquezida para la enseñanza de las Ciencias ...................................... 1 2. Fortaleza de las TIC´s .................................................................................................... 2 2.1. Recolección de datos ............................................................................................................................ 2 2.2. Leyendo e interpretando gráficos ...................................................................................................... 3

3. Aproximaciones basadas en cuestionamientos .......................................................... 3 3.1. Habilidades basadas en cuestionamientoss ..................................................................................... 3 3.2. Notas de estudianteh ........................................................................................................................... 4 3.3. El roll de los maestros .......................................................................................................................... 5

4. Unidades y Actividades ................................................................................................ 7 5. Inspiración ....................................................................................................................... 9 Referencias .......................................................................................................................... 9 B. Comentarios de los maestros .......................................................................................... 11 1. Explorando la luz ......................................................................................................... 11 1.1. Introducción ........................................................................................................................................ 11 1.2. Unidad I. Qué tan brillante? ............................................................................................................. 11 1.3. Unidad II.Graficando la luz. ............................................................................................................ 14 1.4. Unidad III. Luz y materia .................................................................................................................. 15 1.5. Unidad IV. Luz Reflejada .................................................................................................................. 17 1.6. Unitdad V.Ver y ser visto .................................................................................................................. 20

2. Explorando el calor y la Temperatura ...................................................................... 22 2.1. Introducción ........................................................................................................................................ 22 2.2. Unidad I. Caliente! Frío! Más Caliente! ........................................................................................... 23 2.3. Unidad II. Graficando la temperatura ............................................................................................. 24 2.4. Unidad III. Manteniendo las cosas calientes .................................................................................. 26 2.5. Unidad IV. Obteniendo la temperatura correcta ........................................................................... 28 2.6. Unidad V. Enfriamiento .................................................................................................................... 30 2.7. Unidad VI. ¿Cómo enfriar más rapido? .......................................................................................... 32 2.8. Unidad VII. Melting ........................................................................................................................... 35 2.9. Unidad VIII. Getting warmer ........................................................................................................... 39 2.10. Unidad IX. Una Reacción química ................................................................................................. 42

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3. Explorando el Sonido ................................................................................................... 44 2.1. Introducción ........................................................................................................................................ 45 3.2. Unidad I. ¿Qué es el sonido? ........................................................................................................... 46 3.3. Unidad II. Haciendo sonidos con la voz ......................................................................................... 49 3.4. Unidad III. Haciendo sonidos musicales ....................................................................................... 52 3.5. Unidad IV. ¿Cómo viaja el sonido y como lo escuchamos? ........................................................ 55 3.6. Unidad V. ¿Qué tan ruidoso? ........................................................................................................... 58 3.7. Unidad VI. Detener el Ruido ............................................................................................................ 60

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A. Antecedentes Pedagógicos 1. Tecnología Enriquecida para la enseñanza de las Ciencias en el Nivel primaria El núcleo de la ciencia consiste en investigar, explorar, hacer preguntas, analizar y pensar – las actividades que las TICS (Tecnologías de la Información y Comunicación) ayudan a facilitar de forma única en profundizar tales habilidades. Los estudios de investigación educativa mostraron que algunas de las herramientas de las TICS, tales como el registro de datos pueden trabajar de manera positiva en la escuela primaria ( Beichner , 1990 , McFarlain et al , 1995 , Nicolau et al, 2007 , Zucker et al, 2007 , van den Berg et al , 2010 ) en pro de fomentar un pensamiento crítico a temprana edad. Basados en la experiencia con el uso de las TICS en las escuelas primarias (TEEMSS II Project 2007, Pollen Project 2010) el proyecto “Ciencias para la Primaria con la herramienta €Sense” ha desarrollado una serie de actividades científicas y de investigación basados en el uso de la tecnología de forma pedagógica para el uso en estudiantes de entre 9 y 12 años. El Proyecto ayuda a profesores de primaria, con poca o ninguna experiencia en la enseñanza de las ciencias, para introducir el uso de las TICS en las materias de ciencias naturales en la Primaria. Los materiales no deben considerarse como un plan de estudios completo para la escuela primaria, sino como un “complemento” a las actividades y planes de estudio. Asimismo, no están diseñados como reemplazo a las actividades tradicionales sino más bien deben ser vistas como una extensión al trabajo escolar desarrollado en clase. Los materiales se pueden integrar en cualquier programa de ciencias en la escuela primaria. EL PROYECTO CONSISTE: ! Paquete €Sense – una interface de medición y un sensor externo de temperatura. ! Guía del Maestro – la cual provee de información para la enseñanza, comentarios de los potenciales beneficios y señalamientos de las actividades y ejemplos. ! Libro de Introducción – el cual describe como trabajar con la interface €Sense y el Software Coach 6 Lite.

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! Hojas de trabajo de Estudiante – hojas de trabajo para uso con el estudiante. Estas hojas de trabajo dan espacio para que los estudiantes realicen sus observaciones, predicciones, conclusiones, etc. Las hojas de trabajo pueden libremente ser modificadas e imprimidas para su uso en la clase. ! Coach Activities – software activities for use in the Coach 6 Lite program.

2. Puntos Fuertes de las TIC`s Un componente importante de las TIC es la computadora , pero su aplicación como una herramienta educativa útil depende crucialmente del software utilizado y el diseño de actividades de aprendizaje que permiten a los estudiantes a desarrollar el pensamiento científico y la comprensión conceptual.

2.1. Recolección de datos La estrategia de aprendizaje de las actividades incluidas en este paquete se basa en las investigaciones de los estudiantes de los fenómenos reales utilizando un recolector de datos. El registro de “recolector de datos” describe el proceso de recopilación y medición de registro de datos con el uso de los sensores . Una de las características más importantes de la utilización de recolectores de datos en comparación con un método de medición tradicional, es que las mediciones se realizan en "tiempo real" y las curvas de datos aparecen inmediatamente en la pantalla. Los estudiantes son capaces de ver el gráfico que se representa simultáneamente en la pantalla a medida que realizan la medición. Se da posibilidades para poder asociar entre las características del fenómeno y las características de la gráfica. Visualizando los datos a medida que se recolecta información refuerza el vínculo entre un experimento y sus resultados; los estudiantes obtienen una mejor percepción de las cantidades medidas , como la temperatura, la intensidad de la luz , el sonido. Los sensores suelen hacer "visible " lo que es invisible a nuestros sentidos. Las actividades de recolección de datos es un punto de partida para la reflexión y el debate en lugar de ser el producto final como en la mayoría de las actividades de medición tradicionales. La retroalimentación inmediata fomenta el pensamiento crítico; los estudiantes tienen más tiempo para dedicarse a observar e interpretar, discutir y analizar los datos. Ellos pueden repetir rápidamente los experimentos, cambiar las condiciones experimentales y explorar los resultados de los cambios con nuevas variables de experimentación. Esto facilita un enfoque interactivo para el experimento, les

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permite decir: " Vamos a ver qué pasa si ... ". Este es el espíritu de un enfoque de basado en la investigación. Las características de la recolección de datos proporcionan oportunidades para mejorar el aprendizaje siempre que el profesor sea consciente de ellos y diseñe la actividad de aprendizaje apropiada.

2.2. Leyendo e Interpretando Gráficas El proceso tradicional de trazar gráficos de datos medidos deja poco tiempo para considerar el significado. Las mediciones con el uso de la computadora crean muchas oportunidades para explorar los datos y ayudan a centrar la atención de los estudiantes en la interpretación de gráficos. Los estudiantes aprenden rápidamente el "lenguaje" de los gráficos para representar y describir el cambio y para la comparación de datos . El significado de las gráficas se hace más concreto. Hay por lo menos tres niveles gráficos de interpretación. En el primero, el nivel cualitativo, la forma de la gráfica se puede inspeccionar, identificar tendencias y características interesantes. Los estudiantes pueden tratar de explicar lo que puede estar pasando en un experimento. Muy importante es también el efecto de escala de la forma de la gráfica. En el segundo nivel, semi - cuantitativo, los estudiantes comparan los gráficos y explicar las similitudes y diferencias. Finalmente, el tercer nivel el cuantitativo la interpretación de gráficas implica la obtención de la información de los gráficos, los valores de la lectura y la realización de cálculos sencillos.

3. Enfoque basado en Investigación Las Actividades de ciencias para la escuela Primaria con € Sense tiene un carácter basado en la investigación y se estructuran de acuerdo con el ciclo de aprendizaje del alumno, un modelo de enseñanza de las ciencias , propuesta originalmente en la década de 1960 por Atkin y Karplus (1962 ). Las actividades reflejan la visión constructivista del aprendizaje. La esencia de este punto de vista es el reconocimiento de que los niños aprendan, participen activamente en el proceso de aprendizaje; construyan su aprendizaje por un proceso de interacción.

3.1. Habilidades basadas en la investigación A través de estas actividades los estudiantes desarrollan habilidades básicas para hacer y entender la investigación científica: ! Preguntarse y responderse preguntas ! Planear y ejecutar investigaciones simples

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! Predecir Resultados ! Realizar observaciones ! Probando hipótesis ! Emplear herramientas para recopilar datos ! Leyendo e interpretando gráficas ! Analizando datos ! Haciendo comparaciones ! Usando los datos para construir explicaciones y conclusiones A través de los materiales los estudiantes se encuentran activamente involucrados en la realización de proyectos de investigación científica y se les anima a aprender los conceptos básicos de la ciencias como el sonido, la luz, el calor y la temperatura. Los estudiantes participan en las investigaciones basadas en investigaciones auténticas.

3.2. Rol del Estudiante Los alumnos son el centro del proceso de aprendizaje. Los estudiantes realizan habilidades basadas en cuestionamientos como: ! Los estudiantes trabajan como científicos. ! Los estudiantes en algunas ocasiones toman la responsabilidad de su propio aprendizaje ! Los estudiantes trabajan en grupos colaborativos. ! Los estudiantes toman desiciones. ! Los estudiantes se comunican entre ellos. ! Los estudiantes despiertan su interés en la ciencia. Actuando como un investigador Los científicos deben medir y manejar la información para modelar sus ideas. En esencia necesitan procesar la información. Es importante que los estudiantes se dan cuenta de cómo trabajan los científicos de hoy en día. En las actividades de "Ciencia para la escuela Primaria con € Sense' los estudiantes utilizan una computadora de una manera similar a como lo hacen los científicos. En una clase de investigación centrada en los estudiantes actúan como investigadores reales. Ellos pueden tomar decisiones sobre su propio trabajo, recoger y organizar los datos y cómo comunicar sus conclusiones al resto de la clase Diseño y conducción de una Investigación propia En actividades a un nivel más alto de investigación los estudiantes diseñan experimentos donde probar sus ideas, sin esperar que se les diga qué hacer. Deben planificar y llevar a cabo sus propias investigaciones en el manejo del experimento como son el manejo y cuidado de materiales, observar, medir y registrar los datos. Mediante la planificación y el diseño de sus investigaciones, los estudiantes

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EL PAPEL DEL MAESTRO EN EL AULA ! Crean un ambiente en el aula donde cosas reales ocurren y donde los estudiantes tienen la oportunidad de investigar, observar, probar y llevar a cabo suscomienzan propios experimentos. a usar las habilidades de pensamiento de más alto nivel, como el análisis la evaluación . Por último se deben expresar sus ideas y resultados en una variedad ! Limita elyuso de instrucciones directas; de maneras : escritura , dibujo , gráficos , gráficos etc. ! Hace el aprendizaje significativo mediante la exploración de interés de los estudiantes; 3.3. Rol del Maestro ! Ayudar aEllos estudiantes a generar ideas e investigaciones quecruciales se derivan Comportamiento y competencias del docente son ende el aula. Establecen sus propias preguntas; bases para la enseñanza y el aprendizaje en los alumnos como un facilitador. Para los haber una y tentación de adoptar el papel de observador cuando se ! Escucha profesores las ideas de, puede otros estudiantes toma conciencia de sus conceptos; utilizan computadoras en el aula, pero mucha investigación ha puesto de relieve la ! Fomenta el conocimiento previo antes de empezar una unidad como base importancia de las intervenciones de los maestros en la obtención de beneficios de para la introducción de nuevos conceptos; aprendizaje utilizando las computadoras. Los maestros no son reemplazadas por la ! Alenta a tecnología, los estudiantes hacer sus propias preguntas y buscar susapropias peroase vuelven esenciales como facilitadores los estudiantes a medida soluciones a los problemas; que explorar, experimentar y relacionarse con los conceptos científicos se requiera. ! Fomenta a que los estudiantes realizan preguntas que requieren habilidades de pensamiento crítico; ! Fomenta a que los estudiantes tiempo suficiente para expresarse por medio de sus preguntas y respuestas ! Fomentar el trabajo en equipos cooperativos; ! Actuar como facilitador , mediador, iniciador.

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Comentarios adicionales de los maestros proporcionan fortaleza a cada actividad y ayudan con el manejo de equipos, computadoras y software. Comentarios extras proporcionan fortaleza en cada actividad proporcionan: ! Ciencia de fondo – breve explicación de conceptos necesarios para entender las investigaciones; ! Objetivos de aprendizaje; ! Evitar creencias en los estudiantes; ! Descripción de actividades – explicación de datos recavados. Organizando el salón de clases El enfoque basado en aproximaciones permite que los estudiantes trabajan juntos, probando cosas, compartir nuevas ideas. Aprender de lo que no funciona. Para que este enfoque sea efectivo una cultura de la clase se debe crear en el que todos los estudiantes se sientan cómodos y tengan la oportunidad de participar en todos los aspectos del trabajo (experimentar , pensar, hablar y escribir). Hay muchas maneras en las que las clases de ciencias se pueden organizar en el nivel de la escuela primaria. Es esencial que el profesor seleccione un método de organización de la clase el que se cree un ambiente de aprendizaje interactivo y creativo centrado en el estudiante. Los estudiantes generalmente pueden trabajar con un compañero o en un grupo de tres; este es un lugar en el que pueden discutir fácilmente sus ideas , realizar investigaciones y compartir soluciones a los problemas planteados antes y después del experimento. Usando experiencias previas e ideas Los estudiantes generalmente tienen muchas ideas acerca de los fenómenos que se enfrentan en sus vidas cotidianas. Muy a menudo tales ideas son incompletas o contradicen las explicaciones científicas de los fenómenos. Es muy importante ser consciente de las ideas de estos estudiantes. Estas ideas, que se refiere como las creencias de los estudiantes, se enumeran en los comentarios de los maestros de las actividades en su libro de trabajo. Creando y haciendo Preguntas Las preguntas que el profesor realiza juegan un papel muy importante en el enfoque basado en aproximaciones. Buenas preguntas facilitan el desarrollo de la práctica. Cada unidad tiene sus pregunta clave. No ofrezca respuestas a cualquier preguntas. Se aconseja que los estudiantes exploren, especulen y no fomenten una única respuesta correcta. Manteniendo la discusión en el grupo Es importante dar a los estudiantes la posibilidad de compartir ideas y entender lo que ellos saben. Pueden darse cuenta mejor de lo que saben por expresar sus propias ideas y escuchar las ideas de los demás. Si las ideas son correctas o no, no es tan importante, discutir cualquier idea puede abrir nuevas formas de pensar.

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Cuidado con conducir la discusión dirigida en momentos críticos de aprendizaje, como la introducción de nuevos conceptos puede ser crucial para una mejor comprensión de los estudiantes . Guiar a los estudiantes a diseñar una investigación Aprender a diseñar una investigación es una parte importante de la comprensión de la naturaleza de la ciencia . Pero no es fácil y los estudiantes necesitan aprender ciertas habilidades. Esto significa trabajar de cerca con ellos, sobre todo al principio. El proceso a menudo comienza con una discusión en clase. Tratar de aclarar la cuestión o problema y determinar qué elementos del fenómeno son importantes para estudiar. Para que una investigación experimental es importante discutir cómo poner a prueba los factores, uno tras otro, con el equipo disponible. Los estudiantes a menudo tienen dificultades para interpretar el experimento, sólo un factor puede ser variado a la vez con todos los demás mantuvieron constantes; tienen que aprender a hacer un experimento controlado. Esta es una habilidad que se desarrolla con el tiempo. Tener a los estudiantes trabajando como investigadores es un reto para los estudiantes y profesores. Para los estudiantes que tomen nuevos roles, los maestros deben asumir nuevos papeles también. Los maestros deben confiar en que los estudiantes tengan las habilidades e intereses para llevar a cabo sus propias investigaciones y generar sus propias ideas. Cuando los estudiantes actúan como investigadores se les da oportunidad de plantear preguntas (de su elección), comienzan a tomar responsabilidades de su propio aprendizaje. Los maestros deben ser facilitadores de este proceso. Valoración La evaluación formativa puede tener lugar a través de la observación de los estudiantes mientras trabajan con el equipo y el software; la discusión con sus compañeros, sesiones de retroalimentación grupo, impresión de gráficos y tablas , hojas de trabajo e interpretación de los resultados.

4. Unidades y Actividades En el Proyecto Ciencias para la Escuela Primaria con € Sense los estudiantes investigan fenómenos relativos a la luz , el sonido y la temperatura. Los estudiantes tienen una serie de cuestionamientos que han de resolverse con las mediciones reportadas por los sensores. El umbral de habilidades informáticas necesarias para utilizar las herramientas es baja por lo que permite que el foco principal de la actividad se centre en el fenómeno y en el enfoque de la investigación. Estructura El paquete consiste de 3 partes, de acuerdo al tipo de sensor usado: Explorando la Luz – uso del sensor de sonido, Explorando el Calor y la Temperatura – uso del sensor externo de temperatura,

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Explorando el Sonido – uso del sensor de sonido. Cada parte consiste de un conjunto de unidades alrededor del tema. Circulo de aprendizaje Las unidades están diseñadas de acuerdo con el ciclo de aprendizaje, que es uno de los modelos más eficaces de enseñanza de las ciencias . Cada unidad se inicia con una fase de exploración. Esta fase es para la introducción de un problema y conseguir la atención de los estudiantes mediante el uso de observaciones, preguntas, la realización de experimentos sencillos, etc. Esta fase debe generar interés y la curiosidad de los estudiantes y sentar las bases para indagar sobre un fenómeno particular. Esta fase también proporciona una oportunidad para que el maestro evalué el conocimiento previo y los estudiantes compartan sus experiencias previas sobre el tema. Los estudiantes se ven atraídos por investigaciones que utilizan la computadora y sensores. Durante esta etapa los estudiantes a desarrollan hipótesis, reunir pruebas , sacar conclusiones. Los estudiantes usan las hojas de trabajo para escribir sus ideas, sus observaciones, sus resultados y sus explicaciones. Además aprenden a presentar ideas , observaciones y descripciones en una forma que otros puedan entender. Esta etapa permite a los estudiantes construir una experiencia común y desarrollar el concepto de forma científica. También ofrece oportunidades para que los estudiantes con diversas experiencias compartan su experiencia. Durante esta etapa, el profesor puede optar por asignar roles a los estudiantes individuales que trabajan en un grupo o dejar que los estudiantes elijan un papel de acuerdo a sus fortalezas o intereses. Se recomienda cerrar la fase de desarrollo del concepto con discuciones un resumen de los conceptos científicos aprendidos debería tener lugar. Las preguntas incluidas en cada unidad para la fase de aplicación donde los estudiantes pueden demostrar su comprensión de los conceptos científicos presentados en la unidad. Consultas Avanzadas A través de las actividades los estudiantes son guiados en la investigación a partir de de habilidades de investigación más avanzados. Muchos estudiantes prefieren resolver sus propias preguntas en lugar de otra persona. Este es el más alto nivel de investigación “investigación abierta”. Tales estudiantes realizan sus propias preguntas, formulan sus propios procedimientos y determinar sus resultados. Este nivel de investigación no se ofrece en las hojas de trabajo, pero se puede hacer utilizando el propio laboratorio Coach. En esta actividad los estudiantes pueden decidir lo que quieren investigar, los sensores que deseen usar y el tiempo requerido. Pueden crear sus propios experimentos, llevar a cabo las mediciones, analizar datos, sacar conclusiones y crear informes finales. Pueden compartir sus hallazgos con sus compañeros de clase, haciendo una presentación, la preparación de un cartel o escribir un artículo en un artículo.

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Habilidades Específicas Las siguientes habilidades pueden ser alcanzadas a través de ‘Ciencias para la escuela Primaria con €Sense’: ! Arrancar el equipo, usar la interface €Sense, ser responsible en el uso del equipo. ! Conocer como trabajar con un programa (arrancar el programa, abrir las actividades, realizar el experimento, escribir notas, imprimir información etc.). ! Realizar una predicción. ! Usar la información de los diagramas para: ! Leer los valores de la gráfica, ! Acercar a una parte de la gráfica, ! Determinar la escala de la gráfica.

5. Inspiración Una mejor utilización de las TIC`s no sólo ayuda a dar exposición de los estudiantes a la tecnología o para satisfacer a los padres, sino porque la tecnología se puede utilizar para mejorar en gran medida el aprendizaje y es una parte esencial de la ciencia moderna. Es evidente que el uso de las TIC en la enseñanza puede proporcionar muchas oportunidades nuevas: nuevas formas de enseñanza , nuevas formas de aprendizaje y nuevos contenidos. Sin embargo, es importante darse cuenta de que el éxito de las TIC`S depende crucialmente de la visión y las acciones del profesor. Esperamos que a través de estos materiales se inspire en el uso dentro del aula. Deseamos que usted tenga una gran cantidad de experiencias de aprendizaje con nuestros materiales!

Referencias Atkin, J. M., and Karplus, R. (1962). Discovery or Invention?, The Science Teacher (29), 45–47. Beichner, R. J. (1990). The effect of simultaneous motion presentation and graph generation in a kinematics lab. Journal of Research in Science Teaching, 27(8), 803-815. Hapkiewicz, A. (1992). Finding a List of Science Misconceptions, MSTA Journal, 38, 11-14. McFarlane, A.E., Friedler, Y., Warwick, P. & Chaplain, R. (1995). Developing an understanding of the meaning of line graphs in primary science investigations, using portable computers and data logging software, Journal of Computers in Mathematics and Science Education, 14(4), 461-480.

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Stephans J., (1996). Targeting Students’ Science Misconceptions, Idea factory, Inc.. Chapman, C., Lewis J., (1998). IT Activities for Science 11-14, Heinemann Educational Publishers. Berthelsen, B. (1999). Students Naïve Conceptions in Life Science, MSTA Journal, 44 (1) (Spring’99), 13-19, (http://www.msta-mich.org). Frost, R. (2000). IT in Primary Science, IT in Science Publishing, www.rogerfrost.com. Newton, T, Rogers, L. T. (2001). Teaching science with ICT, London: continuum. Llewellyn, D. (2002). Inquiry within, Corwing Press. Inc.. Fuller, R. G. (2002). A Love of Discovery: Science Education, The Second Career of Robert Karplus, Kluwer Academic/Plenum, New York. Tolman, M. (2006). Hands – On Physics Science Activities for Grades K-6, JOSSEY_BASS, A Wiley Imprint. Nicolaou, C.T., Nicolaidou, I.A., Zacharia, Z.C., Constantinou, C.P. (2007). Enhancing fourth graders’ ability to interpret graphical representations through the use of microcomputer-based labs implemented within an inquiry-based activity sequence, Journal of computers in Mathematics and Science Teaching, 26(1), 75-99. Zucker, A.A., Tinker, R., Mansfield, A., Metcalf, S., Staudt, C., (2007). A summary of research on the TEEMS II project, The Concord Consortium http://www.concord.org/publications/detail/TEEMSS_Research_Summary_April_ 2007.pdf. Worth, K., Duque, M., Saltiel, E., (2009). Designing and implementing Inquiry Based Science Units for Primary Education, www.pollen-europa.net. Berg, E. van den, Schweickert, F., Berg, R. van den (2010). Science, Sensors and Graphs in Primary schools, GIREP Conference 2010. Rogers, L. T. (2011). A resources for science teachers and teacher trainers’, ICT for IST project, http://ictforist.oeiizk.waw.pl/. CMA website: www.cma-science.nl.

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B. Comentarios del Maestro 1. Explorando la Luz 1.1. Introducción “Explorando la Luz” alienta a investigaciones donde se puede cuestionar cómo es que la luz se comporta. Los estudiantes usan el sensor de luz integrado en la propia interface Sense € y la computadora. El alcance de las actividades se limita a la medición de la intensidad de luz de diferentes fuentes de luz, la investigación de cómo la luz viaja y se refleja.

UNIDADES:

MATERIALES

! I. ¿Qué tan brillante?

! Fuentes de luz como lámpara de tungsteno, vela, lámpara de escritorio, luz de LED, lámpara fluorescente ,

! II. Gráficando la Luz ! III. Luz y materia ! IV. Luz Reflejada ! V. Ver y ser Visto

!

Diferentes gafas de sol

! Diferentes materiales para prueba de cómo pasa la luz ! Filtros de Color !

Las muestras de diferentes materiales que reflejan: espejo , materiales reflectantes, materiales brillantes y opacos

! Papel de color, ! 3 cartas de cartón con hoyos en el centro de la carta, ! Un círculo de papel

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1.2. Unidad I. ¿Qué tan brillante? En esta unidad los estudiantes aprenderán cómo trabajar con el sensor de luz de la interface €Sense y medir la luz.

Un poco de Ciencia Cualquier cosa que proporciona luz se le llama “fuente de luz”. Hay muchas fuentes de luz y que utilizan diferentes mecanismos para producir luz. Uno de los más comunes es al calentar los materiales a una cierta temperatura a la que emiten luz. Ejemplos de tales fuentes de luz son sol (gas brillante ), las bombillas incandescentes,etc. En temperaturas más bajas, la luz puede ser producida dejando que un flujo de corriente eléctrica pase a través de un gas. Ejemplos de tales fuentes de luz son las lámparas fluorescentes (TL ) de la lámpara y de neón. La luz también puede ser producido por el organismo (bioluminiscencia) como resultado de una reacción química durante el cual la energía química se convierte en energía luminosa. Por ejemplo, una familia de insectos llamados luciérnagas o luciérnagas producen luz para atraer compañeros o a una presa.

Objetivos de Aprendizaje ! Familiarizarse con el sensor de Luz de la interface €Sense. ! Medir la intensidad de luz de diferentes fuentes. ! Introducir la unidad de intensidad de luz ! Obtener una idea acerca de la brillantes

Creencias previas de los Estudiantes ! La luz de sol es diferente de otras fuentes de luz. ! Una Fuente de luz y sus efectos no son separados.

Materiales necesarios ! €Sense, ! Una Fuente de luz: lámpara de tungsteno, vela, lámpara de luz LED, lámpara de luz fluorescente, etc.

Descripción de las Actividades de los Estudiantes 1. FUENTES DE LUZ Los alumnos deben ser capaces de nombrar una selección de fuentes de luz, como el sol, e identificar algunos de los usos de la luz en el medio ambiente. Fuentes de luz naturales: sol, estrellas, rayos, incendios, las luciérnagas. Artificiales (hechos por los hombres) como: velas, lámparas eléctricas, la pantalla de la computadora, etc.

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2. LA BRILLANTES DE DIFERENTES FUENTES DE LUZ Los estudiantes que se familiarizan con el sensor de luz de la interface €Sense y mide la intensidad de luz ( en lux ) de diferentes fuentes de luz. La luz del día es más brillante y luz de las velas más débil. La luz fluorescente es mucho más brillante que la luz de tungsteno. En el interior la iluminación artificial por lo general da los valores de 300 a 500 lux para las oficinas y aulas. Algunos valores de intensidad de luz típicos se enumeran en la tabla siguiente:

Fuente de Luz

Intensidad de Luz (lux)

Día Soleado

31 000 – 130 000

Día a la sombre (no directo al sol)

10 000 – 25 000

Día nublado

1000

Amanecer o atardecer en un día claro

400

Oficina/Salón de Clases

300 – 500

Día nublado muy oscuro

100

Sala de estancia

50 – 200

Luna Llena

0.5

Los estudiantes deben reconocer que la luz más intensa viene del sol y de hecho es la fuente más importante de energía de la luz en la Tierra. 3. ¿CUÁNTA LUZ PUEDE MEDIR EL SENSOR DE LUZ? El sensor de luz de la interface €Sense tiene tres rangos de medición: 0 .. 1500 lux , 0 .. 15000 lux y 0 .. 150 000 lux. La mayoría de las mediciones de los estudiantes se realizan desde el interior en el rango 0 .. 15 000 lux. Esto da problemas cuando el sensor está dirigido a la ventana en un día soleado o en la luz solar directa, o por objetos altamente reflectantes como un trozo de papel de aluminio en una habitación bien iluminada. La intensidad de la luz en tales casos es mayor que el valor máximo de 15 000 lux. En esta actividad los estudiantes deben darse cuenta de que el sensor de luz puede medir un valor máximo de 15 000 lux y no es apropiado para medir por ejemplo, la luz del sol. Para la luz solar 0 … 150 000 lux debe seleccionarse. 4. ¿CUÁL ES LA BRILLANTES EN LUGARES OSCUROS EN EL SALÓN? En esta actividad los estudiantes investigan un flasheo en el salón de clases . Es importante utilizar el mismo método de medición para cada lugar de medición.

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Moviendo el sensor cerca Posicionando Moviendo el sensor el sensor a lalejos luz

Tapando el Sensor

1.3. Unidad II. Gráficando la Luz Los estudiantes aprenden a hacer e interpretan las gráficas de luz.

Objetivos de Aprendizaje ! Aprender a usar el sensor de luz. ! Interpretar gráficas de luz, reconocer tendencias de más y menos luz. ! Leer valores (tiempo e intensidad de luz) de intensidad de luz. ! Explorar y ajustar los datos de intensidad de luz.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Una lámpara de luz LED o una vela ! Papeles de color blanco y negro (dibujar algunas nubes en los papeles).

Descripción de Actividades 1. GRÁFICA DE LA LUZ Los estudiantes usan el sensor de luz para medir la intensidad de la luz. Los resultados medidos se muestran en el diagrama. La cruz roja que aparece en el eje vertical indica el valor de medición actual. Cuando la intensidad de la luz aumenta la cruz sube, cuando la intensidad de la luz la cruz baja. Los estudiantes registran el gráfico de intensidad de la luz, mientras que el sensor de luz se aleja y hacia la lámpara.

Datos ejemplos

2. AJUSTANDO LA GRÁFICA En esta actividad los estudiantes tratan de crear un gráfico de la intensidad de luz que tiene la forma de M.

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No nubes

Nube blanca Datos de ejemplo: A M-gráfica de letra. Nube negra

3. JUEGO DE “NUBES” Los estudiantes juegan un juego. Un estudiante coloca una "nube " blanca o negra delante de la fuente de luz. El otro estudiante al conocer la intensidad de la luz de cada nube y mirando el gráfico resultante intenta averiguar qué nube y cuando se colocó delante del sensor.

Datos de Ejemplo: Las nubes enfrente del sensor de luz. Para obtener resultados razonables el sensor de luz debe estar bien iluminado y las nubes deben de estar cerca del sensor (1.5 cm).

PREGUNTAS Aquí los estudiantes crean gráficas como la letra ‘W’ y ‘N’ y describa paso a paso como se hizo.

Datos Ejemplo: Gráfica de la letra A W.

1.4. Unidad III. Luz y materia En esta unidad los estudiantes investigan la cantidad de luz que pasa a través de diferentes materiales.

Un poco de Ciencia Cuando la luz incide sobre un objeto la luz puede ser reflejada, absorbida y transmitida.

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Un material que es opaco refleja o absorbe toda la luz que incide sobre ella (por ejemplo madera o metal). Un material que transmite la luz es transparente. Un material que permite que sólo algo de luz pase a través es translúcido. Cuando se mira a través de objetos de colores transparentes u objetos translúcidos, se ve el color de la luz que se transmite al pasar en los materiales. Todos los otros colores son absorbidos.

Objetivos de aprendizaje ! Comprobar que algunos materiales transmiten la luz y otros no permiten su paso. ! Diseñar completamente un trabajo de investigación. ! Clasificar materiales opacos, translucidos y transparentes. ! Investigar como pasa la luz a través de diferentes filtros.

Creencias previas de los Estudiantes ! La luz siempre pasa directamente a través de materiales transparentes (sin cambio de dirección). ! Cuando un objeto es visto a través de un material transparente el objeto se ve exactamente donde está localizado. ! Cuando la luz pasa a través de un filtro el color cambia.

Materiales necesesarios ! Interface €Sense, ! Una Fuente de luz como una lámpara de luz LED o una vela, ! Diferentes lentes de sol, ! Diferentes materiales de prueba para comprobar la cantidad de luz que pasa, ! Flitros de colores.

Descripción de actividades 1. MEDICIÓN DE LUZ CON LENTES DE SOL En este concurso los estudiantes investigan diferentes lentes de sol para comprobar su eficacia en la reducción de la luz. Pida a los estudiantes con antelación llevar gafas de sol de diferentes modelos. El enfoque debe ser el de una investigación científica imparcial. En dicha investigación una condición (variable independiente) afecta a otra (variable dependiente), manteniendo constantes las demás condiciones o variables. La variable independiente es el tipo de gafas de sol (material utilizado para la reducción de la luz); la variable dependiente es la intensidad luminosa o la cantidad de luz que pasa a través. La posición de la fuente de luz y el sensor de luz deben ser fijos y las gafas de sol deben colocarse siempre en la misma distancia. La cantidad de luz a su

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Sin Filtro

alrededor no debe cambiar. Si la luz alrededor varía demasiado, entonces la colocación de una tela negra alrededor del experimento puede ayudar. Filtro Si algún estudiante tiene uno lentes de luz polarizada los estudiantes pueden Amarillo investigar cuán rápidoFiltro se as oscurecen la luz. Rojo

2. ¿VIAJA LA LUZ A TRAVÉS DE TODOS LOS MATERIALES? Filtro Filtro

Azul Los niños exploran la cantidad de luz pasaVerde a través de diferentes materiales. Una variedad de materiales, tales como vidrio, papel celofán, plástico, vidrio esmerilado, papel de horno, envoltorios de plástico, papel y agua, debe estar disponible para los estudiantes.

3. ¿CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE TRANSLÚCIDO Y TRANSPARENTE? Sobre la base de la definición dada de materiales opacos, transparentes y translúcidos los estudiantes clasifican los materiales ensayados en la actividad anterior. Una vez que los estudiantes aprendan cómo los materiales se pueden clasificar (transparente, translúcido y opaco) podrán explorar en la escuela y en sus casas para clasificar muestras de cada tipo. Las tres últimas preguntas deberían conducir a una discusión acerca de las propiedades de los materiales que deben utilizarse para la fabricación de objetos comunes, como persianas de las ventanas, toldos, sombrillas, pantallas de lámparas, invernaderos, etc. Por ejemplo, se podría considerar la posibilidad de que el material utilizado para invernaderos debe ser a la vez transparente y resistente al agua. 4. FILTROS DE COLOR En esta actividad los estudiantes trabajan con diferentes filtros e investigan que colores la más efectivo para detener la luz.

Datos de Ejemplo: Un filtro transparente en frente del sensor de luz.

1.5. Unidad IV. Luz Reflejada En esta unidad los estudiantes utilizan con el sensor de luz la luz reflejada por diferentes materiales y colores.

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Un poco de Ciencia La luz tiene una naturaleza muy compleja. Para describir muchos efectos de la luz en la escala de la experiencia cotidiana, es útil utilizar el modelo de rayos simple. Este modelo supone que la luz viaja en trayectorias rectilíneas llamados rayos de luz. Cuando la luz incide en una superficie lisa, tal como un espejo pulido, que siempre se refleja en una dirección (reflexión especular) La nueva dirección de los rayos de Superficie Suave Superfivie luz está Rugosa relacionada con la dirección antigua. El ángulo de los rayos de luz que se surface refleja de la superficie es el mismo que el ángulo de los rayos de luz incide sobre la superficie (ley de la reflexión). Cuando la luz golpea la superficie rugosidad la de un papel , madera, ropa y la piel, esta se refleja en todos los ángulos. Esta reflexión de luz en direcciones aleatorias se llama reflexión difusa .

Cuando pones tu ojo en cualquier lado de una superficie rugosa verás los rayos reflejarse a cualquier parte (vea la imagen de la izquierda). Para ver la luz reflejada deberás estar en la posición correcta. Debido a que la luz es una combinación de diferentes colores un objeto es "coloreado," todos los colores son absorbidos. Por ejemplo cuando una luz blanca golpea la superficie de una superficie azul, la superficie azul solo refleja el color azul y absorbe todos los demás colores a excepción del color azul. Similarmente una hoja es verde debido a que refleja el color verde y absorbe el resto de los colores.

Aprendiendo objetivos ! Aprender que la luz se refleja de los objetos. ! Entender que es “fuente de luz” y que es “luz reflejada”. ! Medir que la luz es reflejada de diferentes materiales y colores. ! Saber cómo realizar una investigación de ciencias. ! Aprender que la luz blanca es una combinación de todos los colores.

Crreencias previas de los Estudiantes ! La luz es asociada solamente con una fuente. La luz no es considerada que exista independientemente al espacio.

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! La luz se refleja de superficies lisas y no se refleja de otro tipo de superficies. ! El color no es afectado por la intensidad de luz. El color “verdadero” de un objeto es visto cuando se le incide luz blanca.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Una lámpara de escritorio, ! Muestras de diferentes materiales, ! Diferentes muestras de papel de color.

Descripción de Actividades 1. ¿QUÉ SUCEDE CUANDO LA LUZ INCIDE SOBRE UN ESPEJO? En esta actividad los estudiantes investigaran la luz reflejada por un espejo. Un espejo tiene una superficie plana y lisa que refleja la luz en un ángulo igual a la luz entrante. La luz reflejada en forma de un punto brillante se puede ver en la pared o en el techo. Los estudiantes también aprenden a reconocer que la luz viene de una fuente y de que la luz se refleja. 2. ¿QUÉ MATERIAL REFLEJA MEJOR LA LUZ? Here students measure the light intensity of light reflected from different kind of materials. They investigate the materials to find out and describe properties of good reflecting and bad reflecting materials. Aquí los estudiantes miden la intensidad luminosa de la luz reflejada de diferentes tipos de materiales. Investigaran los materiales para descubrir y describir las propiedades de los buenas y malos materiales reflectantes. 3. ¿QUÉ

COLOR REFLEJA MEJOR EL COLOR?

Ahora los estudiantes que colores reflejan mejor la luz. La medición de luz es tomada de luz reflejada en diferentes piezas de papel.

Datos de Ejemplo: La intensidad de luz reflejada de hojas de papel de color blanco, negro, azul, amarillo, verde y rojo.

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La última pregunta de esta actividad deberá dar lugar a un debate en clase. Preguntas como: ¿qué color debe usar el guardia de seguridad de transito?, qué colores son los mejores para una señal de tráfico?, ¿qué colores son los más seguros para un ciclista? etc. PREGUNTAS La tierra tiene una alta reflectividad porque la nieve, el hielo , la arena , las nubes y el agua cubren una gran parte de ella. Los resultados del experimento sugieren que los bosques verde tienen menor reflectividad.

1.6. Unidad V. Ver y ser visto Nosotros vemos objetos cuando ellos reflejan la luz en nuestros ojos.

Un poco de Ciencia Una gran cantidad de evidencia sugiere que la luz viaja en línea recta bajo una amplia variedad de circunstancias. Por ejemplo, una fuente de luz como el sol proyecta distintas sombras y el haz de una linterna parece ser una línea recta. De hecho, podemos inferir las posiciones de los objetos de nuestro entorno asumiendo que la luz se mueve desde el objeto a nuestros ojos en línea recta. Toda nuestra orientación del mundo físico se basa en este supuesto. Esta suposición razonable ha conducido al modelo rayo de luz, que se describió en la unidad anterior. Los ojos humanos reciben la luz por dos medios: a partir de fuentes que emiten luz y de objetos que reflejan la luz. Las fuentes de luz directa se discutieron en la Unidad I. ¿Qué tan brillante?. Todos los demás objetos se pueden ver porque la luz que se refleja en los objetos entra en nuestros ojos. La mayoría de las personas no estarán de acuerdo si usted les dijo que la luz se refleja del a la vista, porque creen que la reflexión como algo que los espejos hacen, no es algo que un libro lo hace. Se asocian reflexión con la formación de una imagen reflejada, que no parece a aparecer en un trozo de papel. Podemos ver el color cuando las células en la retina del ojo nuestro son estimuladas por la luz.

Aprendiendo Objetivos ! Hacer que la luz viaje en todas direcciones. ! Entender que la luz es necesaria para ver los objetos. ! Conocer que podemos recibir luz de los objetos que reflejan la luz. ! Aprender como el ojo trabaja y como vemos los colores.

Creencias previas de los Estudiantes ! Un objeto es visto cuando sea si recibe luz sobre él. ! Las líneas dibujadas de una lámpara "resplandecen" alrededor de la lámpara. Que tan lejos se extiende la brillantes.

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! La luz asociada solamente con una fuente o su efecto instántaneo. La luz no es considerada exista independientemente al espacio. ! La luz cae en un cuarto como la lluvia cae en el lavabo.

! El ojo es un agente activo que recibe la luz reflejada.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! 3 tarjetas de cartón con hoyos en el centro, ! Una hoja de papel con un circulo, ! Una vela, ! Un pedazo de papel con una ‘sonrisa’.

Descripción de Actividad 1. ¿CÓMO VIAJA LA LUZ? En esta actividad los estudiantes observaran que la luz viaja en trayectorias rectas. En el experimento las tarjetas se colocan en una línea recta en la dirección de los agujeros, la luz no pasa a través de los orificios de las tarjetas. Al final de esta actividad los niños puede ser introducido en el modelo de rayos. Es importante decirles que este no es el único modelo científico que describe el comportamiento de la luz. 2. INTENSIDAD DE LUZ ALREDEDOR En esta actividad los estudiantes se darán cuenta de que la luz viaja en todas las direcciones. Cuando las mediciones de intensidad de la luz se realizan en un círculo alrededor de una fuente de luz (una vela o una lámpara) los valores de intensidad de luz cercanos unos de otro. 3. OBSERVANDO COSAS Aquí los estudiantes deben darse cuenta de que podemos ver no sólo porque los objetos están emitiendo luz, sino también porque la luz se refleja de los objetos. Basado en la idea del modelo de rayos de líneas rectas se pueden dibujar para mostrar cómo viaja la luz y la refleja desde el objeto hasta entrar en nuestros ojos. 4. ENCONTRANDO FORMAS CON EL SENSOR DE LUZ Ahora en vez de los ojos utilizaremos el sensor de luz para encontrar una forma oscura sobre un papel blanco.

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2. Explorando el Calor y la Temperatura 2.1. Introducción ‘Explorando las actividades de Calor y Temperatura’ usadas en la interface €Sense y el sensor externo de temperatura investigaremos una variedad de experimentos en los cuales la temperatura está cambiando. UNIDADES:

MATERIALES

! I. Caliente! Frío! Tibio!

! Interface €Sense con sensor externo de temperatura,

! II. Graficando la Temperatura ! III. Manteniendo las cosas calientes

! Recipientes de unicell,

! IV. Obteniendo la temperatura correcta

! Un cilindro de plástico con graduado de 100 mL,

! V. Enfriamiento

! Un vaso de plástico de 300 mL,

! VI. ¿Qué tan rápido se enfría

! Un vaso de plástico de 80 mL – 100 mL

! VII. Melting ! VIII. Calor de Absorción

! 2 tubos de prueba con ligas para detener el sensor de temperatura,

! IX. Una reacción química

! Guantes de lana,

! Recipiente de plástico de cocina,

! Ligas, ! Una lampara (100 W) para calentar “cosas” ! Materiales aislantes como bolas de algodón, vasos de unicell, lana, ! Material de “cocina” como: cazerolas, hielo, vinagre cuchara.

CUIDADOS Algunas de las actividades requieren que los estudiantes utilicen agua cerca de la computadora. Si se produce un derrame de agua sobre las computadoras estas podrían dañarse y pueden producirse descargas eléctricas. Para evitar este problema, se recomienda la colocación vasos con agua en un recipiente grande de plástico. Para evitar quemaduras hay que evitar trabajar con agua por encima de 50 ° centígrados. El agua caliente se debe preparar antes de la lección y se almacena en termos.

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2.2. Unidad I. Caliente! Frío! Más Caliente Los estudiantes aprenderán como medir la temperatura de una forma objetiva.

Un poco de ciencia El sentido del tacto es en realidad poco fiable para medir la temperatura. Si toca una puerta de madera en un día frío con una mano, y una perilla de la puerta de hierro con la otra mano, el hierro se siente más frío. A pesar de que ambos objetos tienen la misma temperatura, pero nuestros sentidos se dejan engañar. La razón es que el sentido del tacto puede detectar la dirección del flujo de calor. Cuando el calor fluye lejos de la mano, el objeto que toca se siente frío. El hierro se siente más frío que la madera porque el hierro puede conducir el calor mucho mejor que la madera. Para medir la temperatura un sensor de temperatura debe ser utilizado. La temperatura indica qué tan caliente o frío son las cosas. Los materiales están hechos de átomos, que a menudo se agrupan en las moléculas. Los átomos y las moléculas están en constante movimiento. Algo que es más caliente los átomos se mueven más rápido y entre mayor se mueven más alta es la temperatura. Algo más frío los átomos se mueven más lentos y más baja es su temperatura.

Objetivos de Aprendizaje ! Tomar la temperatura usando los sentidos humanos no es una opción para medir la temperatura. ! Familiriazarse con el sensor de temperatura. ! Predecir y medir la temperatura de diferentes objetos. ! Leer los valores de temperatura del medidor digital ! Entender cómo reacciona el sensor lentamente como por ejemplo en el aire, agua, la piel etc. ! Entender que la temperatura es una medición que valora si una cosa es fría o caliente.

Creencias previas de los estudiante ! Temperatura es una propiedad de una propiedad de un material particular, ! La temperatura de un objeto depende de su tamaño. ! El metal es más frío por que absorbe más calor.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con sensor externo de temperatura, ! Tres recipientes: uno con agua fría, uno con agua tibia, uno más con agua caliente.

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Descripción de la Actividad 1. SINTIENDO LA TEMPERATURA Después de que una mano se coloca en agua caliente y la otra mano en agua fría y finalmente luego las manos se meten sienten diferentes en el agua tibia. La mano del agua caliente se siente fría; la mano del agua fría se siente caliente. Para medir temperaturas precisas un termómetro o un sensor de temperatura puede ser utilizado. 2. MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA DEL AGUA Los estudiantes aprenden a usar el sensor de temperatura exterior de la interface € Sense para medir la temperatura del agua. Leen los valores de temperatura en la pantalla digital en la pantalla. El sensor de temperatura siempre necesita un poco de tiempo para conseguir la temperatura de su entorno por ejemplo, aire , la piel , el agua , etc , así que asegúrate que los estudiantes esperen un tiempo hasta que la medición de la temperatura deje de cambiar o se establezca. 3. MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA DE DIFERENTES OBJETOS Los estudiantes miden temperaturas de diferentes objetos, como la temperatura del aire (temperatura ambiente), temperatura de la piel , la temperatura de los objetos en el aula. Interesante es para ellos recoger objetos que tienen la temperatura ambiente, pero "se siente " diferente a la temperatura del salón, por ejemplo un objeto de metal se siente más frío y un objeto de unicell se siente más caliente pero ambos tienen la misma temperatura ambiente.

2.3. Unidad II. Gráficando la temperatura Los estudiantes aprenderán como interpretar gráficas de temperatura.

Objetivos de aprendizaje ! Aprender a usar el sensor de temperatura. ! Interpretar gráficas de temperatura, reconocer tendencias cuando algo se está calentando o se esta enfriando. ! Leer los valores (tiempo Vs temperatura) de las gráficas de temperatura. ! Explorar diferentes gráficas de temperatura producidas el colocar el sensor en diferentes situaciones como agua caliente y agua fría.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con sensor externo de temperatura, ! Recipientes de unicell ,uno con agua fría y uno con agua caliente.

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Sensor en agua tibia Sensor en agua más caliente

Sensor en agua caliente

Sensor en agua más caliente

Sensor en la mano

Descripción de Actividades 1. GRAFICANDO LA TEMPERATURA

Sensor en agua más caliente

Sensor en agua tibia

Los estudiantes usan el sensor de temperatura y producen su propio gráfico de temperatura colocando el sensor en vasos con agua fría y caliente. Se dan cuenta cuando la temperatura sube (la cruz en el eje vertical también aumenta), cuando la temperatura desciende (la cruz en el eje vertical baja).

Datos de ejemplo

2. EL JUEGO DE LA TEMPERATURA Un estudiante pone el sensor de temperatura lentamente dentro y fuera de vasos con agua fría y caliente. El otro estudiante mirando sólo el gráfico resultante tiene que decir cuando el sensor se sumergió y en el cual vaso. Para estimar los momentos en que el sensor de temperatura se sumergió en el agua fría o caliente tiene que leer en el eje del tiempo como varia la temperatura. 3. ¿CÓMO SE PUEDE CONTROAR LA TEMPERATURA? Los estudiantes intentan ajustar la gráfica de temperatura. Primero deben interpretar la gráfica y después escribir como se realizo

Gráfica con datos de ejemplo

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4. LEYENDO LA TEMPERATURA Los estudiantes interpretan la temperatura dada y como cambia la temperatura durante el día en verano. Los estudiantes escriben una historia acerca como cambia la temperatura. PREGUNTAS Los estudiantes deben crear una gráfica con las letras ‘M’ y ‘W’ usando el sensor de temperatura.

Datos ejemplo: Gráfica de las letras M y W.

2.4. Unidad III. Manteniendo las cosas calientes Los estudiantes aprender como calendar el sensor de temperatura y usar fuentes de calor como la fricción. Ellos descubren la diferencia entre una fuente de calor y un aislante.

Un poco de ciencia Una substancia no contiene calor – contiene energía interna, la cual es el total de la energía interna de la substancia. En adición a la energía que mueve átomos y moléculas hay también una energía entre fuerzas internas entre las moléculas. Para calendar un objeto se le debe transferir energía en forma de calor que hace que los átomos y moléculas de la substancia se muevan más rápidos. El calor se transfiere de objetos calientes a objetos fríos. También se puede transferir calor por medio de reacciones químicas y por fricción. Los materiales que no dejan transferir el calor son llamados aislantes. Tales materiales pueden usarse para mantener la substancia calientes.

Objetivos de aprendizaje ! Aprender a calentar el sensor de temperatura. ! Ayudar a los estudiantes a entender el calor como una forma de energía. ! Entender el concepto de aislante. ! Entender el concepto de fuente de calor. ! Diseñar una feria de las ciencias y un proyecto de investigación.

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Ceencias previas de los Estudiantes ! El calor actúa como un fluido. Se acumula en un punto hasta que el punto se llena. Después el punto “estalla” y el calor fluye a otras partes de la substancia. ! El calor no es una energía. ! El calor solo se incrementa.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con el sensor externo de temperatura, ! Guantes de lana, ! Ligas y material aislante como bolas de algodón, vasos de unicell, etc.

Descripción de Actividades 1. ¿CÓMO HACER COSAS CALIENTES? Los estudiantes piensan y discuten acerca de diferentes formas de calentar un objeto. 2. HACIENDO COSAS CALIENTES Los primeros estudiantes utilizan diferentes fuentes de calor como agua caliente o una vela para calentar el sensor de temperatura. Después en la siguiente prueba frotan el sensor con las manos. Otra prueba consiste en frotar el sensor de temperatura con una franela ya ue puede alcanzar temperaturas de hasta 60 ° C. En general entre m{as fricción exista entre el sensor de temperatura hace que la temperatura sea más alta.

Datos de Ejemplo: Cambios en temperatura en 30 segundos para 3 tipos de aislantes.

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3. ¿ES POSIBLE QUE LOS GUANTES GENERAN CALOR? Los estudiantes hacen las mediciones de temperatura para responder a la pregunta " ¿Los guantes generan calor? ". Descubren que guantes no producen calor, en otras palabras los guantes no son fuentes de calor. Ellos son cálidos porque ayudan conservan el calor de la mano y minimizar la pérdida de calor en el aire circundante ya que actúan como aislantes. Forma de Medición

Temperatura Medida (°C)

Mano Abierta

31.5 °C

Guante de lana abierto

22.5 °C

Mano abierta con el guante de lana

33.5 °C

Datos de Ejemplo: La temperatura ambiental es de 22°C.

La temperatura de la superficie de una mano es normalmente debajo de la temperatura normal del cuerpo. En un guante vacío debería tener la misma temperatura que el ambiente. La temperatura del guante con una mano en el interior es mayor porque la mano está proporcionando calor. La temperatura es mayor que la temperatura de la mano abierta. El guante impide que se pierde calor ya que aísla la mano del medio ambiente. 4. ¿CÓMO MANTENER LAS COSAS LO MÁS CALIENTE POSIBLE? Los estudiantes investigan diferentes materiales para encontrar el mejor aislante y será comprobado con el sensor de temperatura. Se debe pedir a sus alumnos que traigan diferentes materiales de su casa. En esta actividad nos enfocaremos en una investigación científica imparcial. En dicha investigación una condición (variable independiente) afecta a otra (variable dependiente), manteniendo constantes las demás condiciones. La variable independiente es el material de aislante, la variable dependiente es la temperatura. Para cada material la temperatura inicial y el tiempo es el mismo. El mejor aislante es el material que mantiene el sensor de temperatura se caliente por más largo tiempo.

2.5. Unidad IV. Obteniendo la temperatura correcta Los estudiantes mezclan agua fría y caliente, realizan predicciones y mediciones de la temperatura finales de la mezcla.

Un poco de ciencia La transferencia de calor se produce cuando los líquidos de diferentes temperaturas se mezclan entre sí. Cuando se añade a una taza de agua caliente agua fría a continuación el calor del agua caliente se transfiere al agua fría; el agua más caliente pierde calor y el agua gana frío calor. La energía de las moléculas se desplazan más rápido de agua caliente a las del agua fría. Las moléculas de agua caliente se mueven entonces más lento (el agua caliente se enfría) ; las moléculas de agua fría se mueven luego más rápido ( el agua fría se calienta) .

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¿Cuánto calor fluye entre el agua caliente y fría no sólo depende de la diferencia de temperatura, sino también de las masas de agua caliente y fría.

Objetivos de Aprendizaje ! Predice la medición de que pasa con la temperatura cuando la misma cantidad de agua caliente y fría se mezclan juntas ! Predecir y medir que sucede cuando diferentes cantidades de temperatura de agua caliente y agua fría se mezclan entre sí. ! Entender que pasa durante se agrega agua caliente a agua fría. ! Entender que la final de la temperatura de mezclar agua caliente y agua fría depende de la temperatura inicial de agua fría y del agua caliente.

Creencias Previas de los estudiantes ! La temperatura de un cuerpo se relaciona con su tamaño y su masa. ! La temperatura es usada para medir el calor. ! No hay diferencia entre calor y temperatura. Temperatura es la cantidad de calor: dice que como se pierde el calor de algo.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con el sensor de temperatura externo, ! Un contenedor de plástico, ! 2 vasos de unicel, ! Cilindros de medición (100 mL).

Descripción de actividades 1. UN BAÑO MUY CALIENTE Los estudiantes piensan cómo ajustar la temperatura del agua en un baño. 2. TEMPERATURA DE UNA MEZCLA DE AGUA Los estudiantes mezclan el mismo volumen de agua fría y agua caliente. Miden la temperatura inicial del agua fría y del agua caliente y la temperatura final de la mezcla. Los mejores resultados se obtienen utilizando agua helada y agua muy caliente. Datos de Ejemplo

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Volumen de agua (mL)

Tempertura de agua (°C)

Incremento de Temperatura en agua(°C)

Decremento de Temperatura en agua (°C)

fría

caliente

fría

caliente

mezcla

fría

caliente

50

50

5.6

47.0

27.6

22.0

19.4

Los estudiantes deben ser capaces de descubrir cuando los volúmenes de agua fría y caliente son iguales, entonces el aumento de la temperatura del agua fría está cerca de la disminución de la temperatura del agua caliente. El calor ganado por el agua fría es casi igual a la pérdida de calor desde en el agua caliente. No es exactamente igual porque algo de calor se utiliza para calentar el vaso, obtenga la curva. 3. MEDICIÓN EXACTA DE LA TEMPERATURA Los estudiantes mezclaran volúmenes específicos de agua fría y caliente. Otra vez la misma regla se aplica: la pérdida de calor del agua caliente es casi igual al calor ganado por el agua fría. Cuando dos veces más agua caliente (100 ml) se mezcla con agua fría (50 ml) el aumento de la temperatura del agua fría es cerca de dos veces tanto como la disminución de la temperatura del agua caliente. Y también opuesto, cuando dos veces más agua fría (100 ml). (50 ml) el incremento si la temperatura del agua fría es un medio de la disminución de la temperatura del agua caliente. Volumen de agua (mL)

Temperatura de agua (°C)

Incremento de temperature de agua(°C)

Decremento de temperatura de agua(°C)

fría

caliente

fría

caliente

mezcla

frío

caliente

50

50

3.4

42

22.5

19.1

19.5

50

100

3.4

43.6

30.3

26.9

13.3

100

50

3.8

42.3

18.0

14.2

24.3

2.6. Unidad V. Enfriamiento Los estudiantes registran la temperatura durante un proceso de enfriamiento.

Un poco de Ciencia La dirección del flujo de calor siempre es de las cosas más calientes a las más frías. ¿Qué tan rápido se transfiere el calor, depende de la diferencia entre la temperatura del objeto caliente y la temperatura de los objetos fríos. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, más rápido es el proceso de enfriamiento. El proceso de enfriamiento se detiene cuando la temperatura del objeto

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caliente alcanza la temperatura de su entorno. En ese momento se dice que están los sistemas en equilibrio térmico.

Objetivos de aprendizaje ! Registrar la gráfica de temperatura de un proceso de enfriamiento. ! Aprender a usar la opción Predecir. ! Entender que la velocidad de enfriamiento (cambio de temperatura) depende de la diferencia de temperatura y los alrededores. ! Entender que el calor es transferido siempre de un objeto caliente a otro más frío. ! Entender que un objeto más grande se enfría más lento que un cuerpo pequeño.

Crencias previas de los estudiantes ! Los objetos de diferente temperatura, los cuales entran en contacto con otros no necesariamente se mueven a un estado de equilibro térmico.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con sensor externo de temperatura, ! Un contenedor de plástico, ! Recipiente térmico de (300 mL), ! Recipiente térmico pequeño (80 mL).

Descripción de actividades 1. UNA TAZA DE TÉ Los estudiantes registran e interpretan el gráfico de temperatura de enfriamiento del agua caliente en el recipiente pequeño. El agua no se enfría por igual en cada minuto de medición: en el primer minuto se enfría más, un minuto después, un poco menos, en el último minuto que se enfríe lo más mínimo. La velocidad de enfriamiento (tasa de cambio de temperatura) depende de la diferencia de temperatura entre el vaso de precipitados con agua caliente y la temperatura de los alrededores. Datos de ejemplo: La gráfica de ejemplo muestra la medición durante 5 minutos de la temperatura de enfriamiento de agua caliente en 60-ml dentro de un recipiente de plástico. En el primer minuto la temperatura cambia 1.5 °C, en el segundo minuto cambia 1.1 °C, en el tercer minuto 0.9 °C, en el cuarto 0.8 °C y en el quinto minuto 0.7 °C. La opción Escanear puede ser utilizada para leer la temperatura cada minute de la medición y entonces calcular la diferencia.

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Recipiente grandeRecipiente 300 mL pequeño

2. UN BAÑO FRÍO Mediante la colocación de un vaso de precipitado con agua caliente en un baño frío la temperatura de los alrededores cambia, ahora no es la temperatura del aire de los alrededores (que es mucho menor) la diferencia de temperatura es más grande y el proceso de enfriamiento va más rápido. Los estudiantes deben explicar cómo se puede ver que el proceso es más rápido - el gráfico de la temperatura va más inclinada hacia abajo, el cambio de temperatura por minuto es más grande, etc. Datos de Ejemplo: La gráfica azul muestra el cambio de temperatura del agua caliente en el vaso de laboratorio y puesto en baño maría. El proceso de enfriamiento es mucho más rápido (comparado con la gráfica roja de una medición previa). El baño maría tiene una temperatura de 17.5 °C.

3. ¿QUÉ SE ENFRÍA MÁS RÁPIDO UN ANIMAL PEQUEÑO O UN ANIMAL ADULTO? Esta actividad tiene forma de una investigación propia; los estudiantes tienen que diseñar un experimento justo para probar cuál es el animal se enfría más rápido, un animal bebé o un animal adulto. Un pequeño vaso con agua tibia puede representar un animal bebé; un gran vaso de con agua caliente puede representar un animal adulto.

Datos de Ejemplo: El proceso de enfriamiento es más lento en el recipiente más grande. Para hacer más parejo la prueba comience la temperatura al mismo tiempo.

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2.7. Unidad VI. ¿Cómo enfriar más rápido? Los estudiantes investigan en que formas el calor puede transferirse y cómo las cosas se enfrían más rápido.

Un poco de ciencia El calor puede ser transferido de diferentes maneras: 1. Por Convección la transferencia de calor es por el movimiento de un gas o líquido – por ejemplo la circulación de aire en una habitación con un calentador o con una ventana abierta. 2. Por Conducción el flujo de calor es debido al contacto directo - por ejemplo, tocar un objeto caliente o calentar una cuchara de metal, dejándolo en una taza de líquido caliente. Buenos conductores son por ejemplo los metales. Malos conductores (también llamados aislantes) son, por ejemplo aire, corcho, caucho y plástico. 3. Por Radiación la transferencia de calor a través del espacio (transportada por las ondas electromagnéticas) - como la energía de calor del sol o de la calefacción. En el proceso de evaporación se utiliza una gran cantidad de calor para cambiar un líquido en un gas. Esto enfría un objeto. Nuestro cuerpo utiliza la evaporación para mantenerse fresco. Cuando nos sentimos demasiado calor empezamos a sudar. A medida que el sudor se evapora, se extrae el calor del cuerpo. De refrigeración por evaporación puede ser un problema. Si la ropa de alguien se mojen en un día frío y ventoso, su cuerpo puede enfriarse muy rápidamente

Objetivos de aprendizaje ! Entender como el calor es transferido. ! Encontrar la forma más rápida de enfriar un líquido. ! Descubrir las causas de enfriamiento.

Creencias previas de los estudiantes ! El calor es una substancia. ! El calor no es energía. ! El calor solo se mueve en una dirección.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con el sensor externo de temperatura, ! Un recipiente pequeño (300 ml), ! Una cuchara de metal,

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Enfríamiento de agua caliente Enfriamiento con la agitación de una cuchara

! Diferentes líquidos para evaporación como: alcohol, perfume.

Descripción de actividades 1. ¿CÓMO FLUYE EL CALOR? Los estudiantes analizan cómo se transfiere el calor en diferentes situaciones. 1. Cuando la ventana está abierta se mezcla el aire frío del exterior con el aire caliente de la habitación. Cerca de la ventana el aire es frío; un poco más lejos de la ventana es menos frío y más lejos aún es caliente. Cuando la ventana está abierta durante un tiempo más entonces la temperatura del aire en la habitación se acerca a la temperatura del aire exterior. En este ejemplo, el calor se transfiere por convección. 2. Cuando una cuchara de madera y una cuchara de metal se colocan en agua caliente, la cuchara de metal se siente más caliente. En este caso el calor se transfiere desde el agua caliente para las cucharas por conducción. Como el metal es un conductor mejor que la madera de la cuchara de metal se siente más caliente. 3. Posibles formas de enfriamiento de chocolate caliente son: soplado, usando bloques de hielo, agitar, colocando cerca de una ventana abierta, poniendo en un baño de agua fría, dividiendo en dos tazas pequeñas, etc. 2. LA MEJOR MANERA DE ENFRIAR Los estudiantes investigan las diferentes formas de enfríamiento con agua caliente y tratar de encontrar el método más eficiente de refrigeración. Algunos de los ejemplos deben ser discutidos para analizar la forma en que el calor se transfiere. Para realizar esta investigación imparcialmente se recomienda que la temperatura y el tiempo de medición debe ser el mismo para cada modo de enfriamiento.

Datos de Ejemplo: Enfríamiento de 60-mL de agua en recipiente de vidrio y sin agitación con una cuchara.

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3. ¿PUEDE EL AGUA ENFRIARSE? Los estudiantes observan y miden el efecto de enfriamiento de agua que se evapora desde el sensor de temperatura. Sensor

Temperatura °C sin agitar

Temperatura °C sin agitar

Seco

24 °C

23,3 °C

Mojado

22.4 °C

20.9°C

Datos de ejemplo.

4. ¿TODOS LOS LÍQUIDOS SE ENFRÍAN DE LA MISMA MANERA? Los estudiantes investigan que líquidos se enfrían más rápidos por evaporación. Los mejores para este caso son los perfumes con alcohol. PREGUNTAS Una buena manera de investigar el problema de ¿Cómo los elefantes se mantienen frescos? es mediante la medición de la temperatura en el interior de una lata metálica con agua. La lata debe ser envuelto en papel de aluminio y con dos "orejas" grandes hechos también de papel de aluminio. ACTIVIDAD ADICIONAL Una buena manera de revisar los métodos de transferencia de calor es analizando cómo funciona el termostato. Un termostato consiste de un recipiente de doble pared de vidrio con vacío entre las paredes. Las superficies de vidrio son plateadas entre sí. Un tapón de corcho sella la botella. Cualquier líquido en el termostato - calientes o fríos - se mantiene cerca de su temperatura inicial durante muchas horas. 1. La transferencia de calor por conducción - no es posible a través del vacío, algo de calor se escapa a través del vidrio y el tapón, pero muy lento debido a que estos son malos conductores. 2. La transferencia de calor por convección - no es posible en el vacío. 3. La transferencia de calor por radiación – es reducido por las superficies plateadas.

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2.8. Unidad VII. Derretir En esta unidad los estudiantes introducen el concepto de fusión. Ellos encuentran la temperatura de fusión del hielo y observan el cambio de temperatura después de la adición de sal.

Un poco de Ciencia Los materiales pueden existir en tres estados diferentes: sólido, líquido y gaseoso. Dependiendo de cómo se encuentre el agua se caliente es que puede encontrarse en uno de los estados: Por debajo de 0 ° C el agua es sólida o hielo. A 0 ° C el agua puede ser sólida y líquida. Esta temperatura se llama la temperatura de fusión del hielo (temperatura de congelación del agua). La temperatura se mantiene a 0 ° C , siempre y cuando el hielo se derrite . Por encima de 0 ° C y hasta 100 ° C , el agua es líquida. A 100 ° C agua puede ser líquida y gas (vapor de agua). Esta temperatura se llama temperatura de ebullición del agua. La temperatura se mantiene a 100 ° C , siempre y cuando no toda el agua se vaporice. Por encima de 100 ° C el agua es un vapor. Al agregar sal al agua, se disuelve y forma una solución de sal. Esto hace que la temperatura de fusión para ser bajada por unos pocos grados, dependiendo de la cantidad de sal añadida. Esto significa que el agua salada se debe bajar por debajo de 0 ° C para congelar. Este efecto se denomina depresión del punto de congelación. Para una solución de sal de mesa en el agua, esta temperatura puede alcanzar condiciones de -21 ° C en laboratorio controlado. En el mundo real , la sal puede derretir el hielo sólo a alrededor de -9 ° C. Esta es la razón por la que es más difícil de congelación del agua salada en los océanos (agua de mar se compone de alrededor de 35 gramos por litro de sal ) de la congelación de agua dulce en lagos. Es también por eso se usa la sal de roca para de- hielo para derretir el hielo en las las carreteras en invierno.

Objetivos de Aprendizaje ! Medir el punto de derretimiento del hielo a 0 °C. ! Observar el efecto de agregar sal al hielo

Creencias previas de los estudiantes ! Cosas de naturaleza maleable es más fácil de derretir. ! El frío es opuesto a la sal.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con sensores de temperatura externos, ! Un recipiente grande de (300 mL),

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Primer cubo adicionado Segundo cubo adicionado

! Cubos de hielo, ! Sal.

Descripción de Actividades 1. SUSTANCIAS PARA DERRETIR Los estudiantes describen que sucede a diferentes sustancias cuando se ponen en contacto en agua caliente. Por ejemplo mantequilla y cubitos de hielo se derretirán. Hay una posible demostración del maestro: el calentamiento del hielo con un recipiente a temperatura ambiente observará lo que va a pasar con el hielo a medida que se calienta. Los estudiantes hacen observaciones sobre la fusión de los cubitos de hielo en agua tibia y miden el efecto de la fusión del hielo en la temperatura del agua. Recuerde a los estudiantes agitar el agua para toda la recopilación de datos.

Datos de Ejemplo: Dos cubos de hielo son adicionados en el agua tibia.

Número de cubo de hielo

Temperatura Inicial °C

Temperatura Final °C

Diferencia de Temperatura °C

1

40.8

32.1

8.7

2

32.1

24.6

7.5

Hay un cambio de temperatura más pequeño cuando se añade el segundo cubo de hielo que cuando se añade el primer cubo de hielo. El segundo cubo se derrite más lento que el primero cubo. Los cambios de temperatura se ven afectadas por el tamaño de los cubitos de hielo.

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2. AGUA CONGELADA Los estudiantes observan el efecto de adicionar más cubos de hielo en el agua tibia. Sal adicionada

Datos de Ejemplo: Varios cubos de hielo son adicionados en el agua tibia.

Cuando se añade hielo al agua la temperatura disminuye rápidamente a 0 ° C , ésta es la temperatura de fusión del hielo. Mientras el hielo se está derritiendo la temperatura se mantiene constante a 0 ° C . 3. ¿PUEDES HACER EL AGUA FRÍA MÁS FRÍA? Los estudiantes observan el efecto de agregar sal al agua fría.

Datos de Ejemplo: Adicionando 2-3 cucharadas de sal en el agua la temperatura decrece. La temperatura alcanzada en este experimento es de – 5.4 °C.

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2.9. Unidad VIII. Obteniendo más Calor Los estudiantes aprenden el concepto de calor de absorción.

Un poco de Ciencia Fuentes de calor comunes son el sol, una lámpara, la quema de brasas en la chimenea etc. Estos objetos emiten radiación infrarroja además de la luz visible. Cuando la energía radiante se encuentra con un objeto, éste se refleja en parte y en parte absorbido. La parte que es absorbida aumenta la energía térmica del objeto y su temperatura aumenta. Por ejemplo, si te quedas en un lugar soleado o cerca de una chimenea , se siente la radiación como el calor. Objetos oscuros absorben mejor la luz, buenos emisores de energía radiante también son buenos absorbentes y al revés . Un coche oscuro puede permanecer más caliente que el de otro color en un día caluroso , pero por la noche se enfría más rápido. Diferentes materiales absorben la energía de diferentes maneras. Por ejemplo, para el mismo cambio en la temperatura del agua necesita más calor que algunos otros materiales como el hierro o arena. Esto es porque el agua tiene una llamada alta capacidad de calor específico 1.

Objetivos de Aprendizaje ! Entender un color oscuro se calienta más que uno blanco. ! Entender que la arena se calienta más que el agua. ! Medir la temperatura en un modelo de casa verde.

Materiales necesarios ! Interface €Sense con sensor conectado de temperatura, ! Una lámpara de 100 W, ! Una pieza de papel blanca y negra, ! Una probeta llena con arena ! Una probeta llena con agua, ! Un recipiente con papel negro en su interior ! Papel tornasol transparente.

Descripción de Actividades 1. ¿QUÉ

COLOR ES MÁS CALIENTE?

Los estudiantes exploran en las que la tela, de color blanco o negro , su mano se calentará en el sol.

1 El calor especifíco de cualquier sustancia es definido como la cantidad de calor requerido para cambiar la temperatura por unidad de masa 1°C.

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Sensor con el papel negro Sensor in sand Sensor con el papel blanco

Los estudiantes investigan qué color , negro o blanco , mejor Sensor in water absorbe el calor y calienta más rápido.

Datos de Ejemplo: El sensor debajo del papel negro se calienta más rápido que el papel de color blanco.

Color

Temperatura inicial(°C)

Temperatura Final (°C)

Diferencia de Temperaturas en 5 minutos (°C)

Blanco

24.9

31.9

7

Negro

25.2

33.7

8.5

Substancia

Temperatura Inicial (°C)

Temperatura Final (°C)

Diferencia de Temperaturas en 5 minutos (°C)

Arena

24.8

35.1

10.3

Agua

25.0

31.2

6.2

2. ¿QUÉ ES MÁS CALIENTE EL AGUA O LA ARENA? Los estudiantes investigan qué sustancia, absorbe mejor el calor el agua o la arena. Los tubos de ensayo con agua y arena deben estar a la misma temperatura inicial.

La arena tiene una capacidad mucho mayor para el almacenamiento de calor que el

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Modelo casa verde model

agua. La temperatura del agua aumenta menor que la temperatura de la arena, cuando la misma cantidad de energía de radiación se transfiere de la lámpara. 3. EFECTO CASA VERDE

Modelo de Control

Los estudiantes primero miden la temperatura en un vaso de precipitados con 1 cm de tierra negra o papel negro colocados en la parte inferior del vaso de precipitados. Este es un modelo de control utilizado para la comparación. Para crear el efecto invernadero el vaso de precipitados se deberá cerrar herméticamente con una envoltura de plástico .

Datos Ejemplos

Modelo

Temperatura Inicial (°C)

Temperatura Final (°C)

Diferencia de Temperatura en 5 minutos (°C)

Modelo de Control

24.0

30.6

6.6

Greenhouse model

24.0

33.1

9.1

El "vaso de precipitados de casa verde" se calienta más rápido que el vaso de precipitados de control. Las paredes de cristal del vaso de precipitados permiten que la luz visible pueda ser absorbido por el suelo ( papel negro). A su vez las paredes de cristal , tanto del modelo casa verde y el modelo de control atrapa el calor irradiado desde el suelo en el interior. El techo del invernadero modelo mantiene el aire caliente en el interior. Este simple experimento puede ser una gran introducción al efecto invernadero. Una captura similar de calor ocurre en la atmósfera de la tierra. La luz del sol pasa a través de la atmósfera y calienta la tierra. Los gases de efecto invernadero atrapan el calor irradiado por la superficie. Esto se conoce como "efecto invernadero. Si el efecto invernadero se hace más fuerte, podría hacer de la Tierra más caliente de lo normal y provocando problemas de todo tipo.

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2.10. Unidad IX. Una reacción química Los estudiantes miden el cambio de temperatura durante una reacción química entre el vinagre y soda con bicarbonato.

Un poco de ciencia El calor también puede ser producido por las reacciones químicas. Durante tales procesos los enlaces químicos se hacen y se rompen y el calor se libera (aumento de la temperatura) o se absorbe calor (temperatura disminuye). Durante la reacción química entre el vinagre (ácido acético) y bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio) los estudiantes puede observar una disminución de la temperatura. Esta reacción se describe por la siguiente ecuación química: Vinagre + bicarbonato de sodio → gas dióxido de carbono + acetato de sodio + agua La reacción se realiza efectivamente en varios pasos. La evaporación y la expansión de gas CO2 necesitan tanto calor que la solución resulta en un enfriamiento.

Objetivos de aprendizaje ! Producir una reacción química entre el vinagre y la soda con bicarbonato ! Medir el cambio de temperatura durante la reacción.

Materiales necessaries ! Interface €Sense con un sensor de temperatura externo, ! Un contenedor plástico, ! Lentes, ! Un tubo de ensayo, ! Una cuchara de plástico, ! Soda con bicarbonato, ! Vinagre, ! Gotero.

Descripción de Actividades 1. REACCIÓN QUÍMICA ENTRE EL VINAGRE Y UNA SODA Los estudiantes registran la temperatura durante la reacción química entre el vinagre y el bicarbonato de sodio. Tal reacción produce burbujas blancas y la temperatura de la mezcla desciende. El volumen de vinagre y la cantidad de bicarbonato de sodio

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Agregando soda

puede variar de forma tal que proteja el escritorio de los estudiantes y las computadoras, se debe trabajar en una bandeja de plástico .

Datos de ejemplo: Gotas de Soda reaccionan con el vinagre.

Temperatura Inicial (°C) (vinagre solamente)

Temperatura Final (°C) (vinagre mezclado con soda)

Diferencia en temperatura (°C)

19.9

16.9

3.0

Adicionando más soda una reacción adicional puede tener lugar y la temperatura de la mezcla va incluso puede bajar más.

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3. Explorando el Sonido 2.1. Introducción El sonido es una parte muy importante de nuestras vidas. En las actividades de 'Explorando el sonido' los estudiantes se introducen al fenómeno del sonido y sus propiedades. Los estudiantes usan el sensor interno de sonido de la interface € Sense. Registran las ondas sonoras producidas por diferentes fuentes de sonido y miden la intensidad del sonido.

UNIDADES:

MATERIALES

! I. ¿Qué es el sonido?

! Tocando diapasones con diferentes frecuencias,

! II. Haciendo sonidos con la voz ! III. Haciendo sonidos musicales ! IV. ¿Cómo el sonido viaja y cómo escuchamos? ! V. ¿Qué tan Ruidoso? ! VI. Deteniendo el Sonido

! Tubos de prueba, ! Fuentes de sonido con sonido constante como una bocina o una alarma ! Un tubo de plástico par a hacer un modelo de acordes, ! Materiales para producir sonidos como ligas, tambores, etc. ! Diferentes instrumentos musicales, ! Materiales que absorben el sonido como el algodón, lana, piedras, papel.

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Sound waves are called pressure waves, which are different fro transverse forth rather than up and down (see diagram below).

3.2. Unidad I. ¿Qué es el Sonido?

Longitudinal Wave

En esta unidad los estudiantes exploran cómo se produce el sonido, utilizan el sensor de sonido para grabar el sonido de un diapasón para mostrar su forma de onda de sonido producido.

Un poco de ciencia

Casi cualquier cosa que vibra pueden producir sonido. Cuando algo vibra en el aire empuja las partículas de aire alrededor de ella para adelanteWave y atrás y esas partículas Transverse a su vez empujan las partículas de aire a su alrededor, llevando el pulso de la vibración en todas las direcciones desde la fuente debasic vibración. Las Sound has three characteristics to how wevibraciones experiencehacen it: loudness, pitch timbre. The loudness of a sound results from the difference in pressure betwe que los cambios de presión de aire sean detectados por el oído humano o el sensor areas (condensation) the rarefied areas (rarefaction) a great de sonido . El sensorcompressed de sonido reproduce en una señaland eléctrica y se despliegan en la difference being louder. (See diagram below showing a graphical representatio pantalla de computadora. sound produced by a tuning fork.) Las ondas de sonido se llaman ondas longitudinales porque las partículas del medio ( por ejemplo, aire ) se transporta la vibración paralela a la dirección que la onda de sonido se mueve. La manera en que experimentamos el sonido depende de tres factores: volumen, tono y timbre. Decibels Educator de Resource Guide La intensidad de un sonido resulta de la diferencia presión entre las zonas de 4" Dangerous Oregon Health & Science University, 2010 mayor presión (alta densidad de partículas - condensaciones) y las zonas de menor presión (baja densidad de partículas - rarefacciones ) .

Una mayor diferencia en los resultados de presión en el sonido más fuerte. El silbido resulta de la frecuencia de las vibraciones. Frecuencia, por definición, es el número de vibraciones por unidad de tiempo. Una mayor frecuencia da un tono más alto. La frecuencia de las vibraciones no es la misma que la velocidad del sonido. Diferentes frecuencias de todos viajan a la misma velocidad en el mismo en el medio. El timbre es lo que hace un sonido distinto y reconocible como un instrumento en particular, voz, sonido vocal , o simplemente ruido.

Objetivos de aprendizaje ! Investigar como los objetos producen sonidos. ! Aprender que el sonido es el resultado de vibraciones. ! Registrar un diapasón como generador de ondas de sonido. ! Entender que el término “nivel de sonido” describe la amplitud de las vibraciones.

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Creencias previas de los estudiantes ! El sonido puede producirse sin usar ningún material. ! Golpeando un objeto más fuerte produce cambios en la forma que el sonido es escuchado. ! Nivel de audio y intensidad son la misma cosa.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Dos o más diapasones con diferente frecuencia.

Descripción de actividad 1. ¿CÓMO SE HACEN LOS SONIDOS? Los estudiantes investigan cómo los sonidos son producidos por diferentes objetos. Se utilizan los siguientes objetos: una regla de plástico, un tenedor, un tambor, una banda de goma elástica, una botella con agua. Deje que los estudiantes hagan sus propias investigaciones y permiten a cada grupo describir los productores de sonido.

La conclusión de las investigaciones de los estudiantes debe ser que el sonido es producido por las vibraciones de los objetos. Si oye un sonido, algo está vibrando 2. HACIENDO UN SONIDO

VISIBLE

Students use the sound sensor and record a sound pattern (waveform) produced by a tuning fork. The tuning fork gives a pure tone of one frequency e.g. 440 Hz2.

2 Hz (Hertz) es la unidad de frecuencia y significa una vibración por segundo. 440 Hz significan 440 vibraciones por segundo.

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Los estudiantes usan el sensor de sonido y graban un patrón de sonido (forma de onda) producida por un diapasón. El diapasón da un tono puro de una frecuencia por ejemplo, 440 Hz.

Datos de ejemplo: El registro de sonido de un diapasón. La imagen muestra el cambio periódico del patrón de sonido de una forma de onda producida por un diapasón. En este forma de onda es posible determinar el patrón de vibración.

Al final de esta actividad, el estudiante debe leer la explicación sobre de que forma el sonido se produce y viaja. Después de la explicación de que el sonido se produce por vibraciones. Los estudiantes tratan de dibujar una forma de onda de sonido, de la forma indicada a continuación. Esta imagen también indica la longitud de onda y la amplitud de la onda. Longitud de onda es la distancia entre dos compresiones consecutivas de onda (o rarefacciones onda). La amplitud se relaciona con la intensidad del sonido.

3. CAMBIANDO EL SONIDO – FUERTE Y SUAVE Los estudiantes investigan la intensidad del sonido. Descubren que el volumen del sonido está relacionada con la altura de las vibraciones de sonido o en otras palabras a la amplitud de las vibraciones de sonido.

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Datos de Ejemplo: Vibraciones de un diapasón dañado (onda azul) con mayor vibración (mayor amplitud) con respecto a las vibraciones de un diapasón normal (onda roja). El número de vibraciones es de 20 ms 3

4. CAMBIANDO EL SONIDO –ALTO Y BAJO Los estudiantes investigan la forma de onda de un silbido (cuanto intenso es). Ellos descubren que el silbido está determinado por el número de vibraciones en un período de tiempo (frecuencia de sonido). Discuten con sus compañeros y encuentran su frecuencia (cuantas vibraciones por segundo) en alta y baja frecuencia.

Datos Ejemplo: El diapasón de alta frecuencia tiene más vibraciones (10 vibraciones en 20 ms) que uno de baja frecuencia (6 vibraciones en 20 ms). Cuando el diapasón se golpea con la misma fuerza la amplitud de la forma de onda se mantiene constante

3.3. Unidad II. Haciendo sonido con la voz En esta unidad los estudiantes exploran cómo el sonido se hace por las voces de los estudiantes. Los estudiantes usan el sensor de sonido para grabar las ondas de sonidos generadas por su voz. Finalmente crean un modelo de las cuerdas vocales.

3

1 ms = 0.001 segundos

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Un poco de ciencia La fuente de sonido en el discurso humano y el canto son las vibraciones de las cuerdas vocales, que se encuentran dentro de la laringe. Las cuerdas vocales establecen las vibraciones por el aire de los pulmones que se mueve a través de la tráquea que pasa sobre ellos. Usted puede sentir las cuerdas vocales vibraciones cuando usted pone los dedos en el cuello y la laringe y luego cantar o hablar en voz alta. Hombres y mujeres adultos tienen diferentes tamaños de las cuerdas vocales, esto hace que suena diferente voz. Voces masculinas adultas suelen ser de baja frecuencia y tienen cuerdas más grandes que las mujeres adultas. Las formas de onda de sonido de las vocales son más complicadas que las formas de onda de sonido de diapasones o de un zumbido. El sonido de una vocal se compone de varias vibraciones de diferentes frecuencias e intensidades, además de la frecuencia "fundamental" o principal. Esto resulta en un patrón de sonido más complicado, pero sigue siendo un patrón periódico.

Objetivos de aprendizaje ! Aprender como la voz humana produce sonido. ! Registrar la forma de la onda de sonido de un zumbido. ! Investigar la forma de onda de las vocales. ! Hacer un modelo de las cuerdas vocales.

Creencias previas de los estudiantes ! La voz humana produce una gran cantidad de sonidos vía las cuerdas vocales . ! Nivel de audio e intensidad son la misma cosa.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Un tubo de plástico para hacer un modelo de las cuerdas vocales

Descripción de actividad 1. SINTIENDO EL SONIDO Los estudiantes “sienten” las vibraciones de la garganta cuando hablan o cantan. 2. GRABANDO TU PROPIA VOZ Los estudiantes registran su propia voz. El sensor de sonido muestra la forma de onda de sonido similar a la forma de onda de un diapasón; en ambos casos se registran las vibraciones periódicas. La amplitud de las vibraciones del sonido indica

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la intensidad del zumbido. La frecuencia de las vibraciones del sonido indica el tono del zumbido.

Datos de Ejemplo: El sonido de un zumbido. La gráfica azul muestra las vibraciones de un zumbido suave; la gráfica roja muestra el zumbido de un zumbido fuerte. La diferencia entre las gráficas es el volumen. El número de vibraciones permanece constante (12 vibraciones en 50.

Datos de Ejemplo: La forma de onda del sonido. La gráfica azul muestra las vibraciones de un zumbido bajo y la gráfica roja muestra un zumbido más alto. La diferencia entre las gráficas es la amplitud. El número de vibraciones en 50 ms para un zumbido bajo es de 12 y para uno alto de 20. La amplitud permanece igual

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3. INVESTIGANDO LAS VOCALES Los estudiantes investigan la forma de onda de diferentes vocales. Ellos descubren que las vocales tienen diferentes patrones que se repiten periódicamente.

Datos de Ejemplo: El sonido de la forma de onda de las vocales, izquierda ‘aaaa’ y derecha ‘oooo’.

4. ¿CÓMO LOS SONIDOS SON HECHOS EN LA GARGANTA Los estudiantes leen una explicación de ‘¿Cómo los sonidos son hechos en tu garganta?’ y crearán un instrumento con un tubo de plástico y con los dedos en los orificios generarán un sonido similar al de las cuerdas vocales.

3.4. Unidad III. Haciendo sonidos musicales En esta unidad los estudiantes usarán el sensor de sonido para registrar la forma de onda creada por una cuerda y una columna de aire.

Un poco de ciencia Para hacer sonidos musicales se requieren cambios regulares en la presión de aire. Una forma común de producir un sonido musical es usar algo que vibra con regularidad. Torsionando una regla de plástico en el borde de una mesa, una liga de hule que se estira, soplando a través del cuello de una botella vacía, golpeando una campana - todos estos objetos producen vibraciones que provocan los cambios regulares de presión en el aire. Cuanto mayor sea la frecuencia de las vibraciones más alto será el tono musical de la nota. El timbre es lo que hace un sonido distinto y reconocible como un instrumento en particular. Similar a las voces humanas casi todos los instrumentos crean varias vibraciones de diferentes frecuencias e intensidades, además de la frecuencia "fundamental" o principal. Esto se traduce en un patrón más complicado, pero también es estudiado como un patrón periódico de sonido. Interesante complemento a esta actividad puede ser la actividad en línea: http://www.bbc.co.uk/schools/scienceclips/ages/9_10/changing_sounds.shtml

Objetivos de aprendizaje ! Investigar se realiza en instrumentos musicales. ! Registrar la forma de la onda de una cuerda y una columna de aire. ! Entender que el endureci ! miento de una cuerda cambia la frecuencia de su vibración.

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! Entender que las columnas de aire más cortas produce vibraciones con mayor frecuencia

Creencias previas de los estudiantes ! Los sonidos de la voz humana son producidos por un gran número de cuerdas vocales que producen diferentes sonidos. ! La sonoridad y afinación de los sonidos son las mismas cosas. ! La música es estrictamente una forma de arte; no tiene nada que ver con la ciencia.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Una guitarra o una arpa, ! Tubos de aire de prueba, ! Agua.

Descripción de la actividad 1. EL SONIDO DE INSTRUMENTOS MUSICALES Los estudiantes identifican las fuentes de vibraciones de sonido de diferentes instrumentos. Para una guitarra, un violín y un piano éstas vibran por medio de cuerdas, por una flauta - una columna de aire que vibra, para un platillo y un tambor - superficies son las que vibran. Anime a los estudiantes a traer sus propios instrumentos musicales y discutir cómo estos instrumentos producen sonido. 2. EL SONIDO DE UNA CUERDA Los estudiantes graban sonidos producido por una cuerda. Investigan cómo apretar y acortar la cuerda influye en la frecuencia de las vibraciones de las cuerdas. Las cuerdas son sonidos más suaves; la amplitud de las vibraciones es baja. Esto es porque una cuerda muy fina y no puede hacer grandes cambios de presión en el aire. Esta es la razón por la que a los instrumentos de cuerda tienen cuerpos de madera extra, cajas de resonancia, para hacer sus sonidos sean más fuertes.

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Datos de Ejemplo Izquierdo: vibraciones de un cuerda. Derecha vibraciones de una cuerda corta. La cuerda corta da mayor frecuencia de vibraciones

Datos Ejemplo: Izquierda: vibraciones de una cuerda. Derecha: vibraciones de la misma cuerda. Entre más tensión mayor frecuencia de vibraciones

3. SONIDO DEL AIRE Soplando a través de una botella hace que el aire vibre y produzca sonido. Los estudiantes registran formas de onda de sonido producido por columnas de aire y con agua en un tubo de ensayo. Comparan la frecuencia de ambas vibraciones

Datos de Ejemplo: Izquierda: vibraciones de una columna de aire en un tubo vacío. Derecha: vibraciones de una columna de aire de media columna con agua. Tubo más corto genera la frecuencia más alta

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4. CONSTRUYENDO UN INSTRUMENTO MUSICAL Los estudiantes tienen que diseñar y construir sus propios instrumentos musicales y medir la intensidad y forma de la onda de sonido. Compruebe los de los estudiantes antes de comenzar a construir sus instrumentos. Pregunte cómo los instrumentos pueden reproducir sonidos suaves y fuertes y cómo el tono musical se puede cambiar. Al final de la lección deje que los estudiantes hacen una actuación musical con los instrumentos construidos.

3.5. Unidad IV. ¿Cómo viaja el sonido y cómo lo escuchamos? En esta unidad los estudiantes aprenden que el sonido necesita un medio para viajar no solamente a través del aire. También aprenderán como escuchamos el sonido.

Un poco de ciencia El sonido se produce por la vibración, pero también puede hacer que las cosas vibren. Cuando el sonido viaja a través del aire, las vibraciones de las moléculas de aire causan otras cosas que vibran (por ejemplo, una superficie de un tambor en la actividad 1). Podemos decir que el sonido se transmite energía llamada también la energía del sonido. Tal energía puede ser transferida a otros objetos; puede hacer que las cosas se mueven (como granos de arroz que se mueven en un tambor en la actividad 1). La energía del sonido es bastante baja (granos de arroz son pequeñas), esto es debido a que se requiere sólo una pequeña cantidad de energía. La mayoría de los sonidos que escuchamos son transmitidos a través del aire. Sin aire u otro medio las vibraciones no serán capaces de viajar. Entonces no habría nada para llevar el sonido a nuestros oídos. Este es el caso, cuando se coloca una fuente de sonido en un recipiente sin aire (vacío); no podemos oír las variaciones producidas. El sonido necesita un medio para viajar. Viaja a través de gases, líquidos y sólidos. Viaja mejor a través de los líquidos después a través de los gases, e incluso mejor a través de sólidos (madera, piedra, metal) que a través de los líquidos. El sonido viaja aproximadamente 5 veces más rápido en el agua y cerca de 14 veces más rápido en acero que en el aire. El sonido se propaga mejor a través del sólido debido a que las moléculas están más juntas y el movimiento pueden ser transferidas más rápida y eficaz. ¿Cómo oímos? La audición es posible gracias a nuestros oídos son muy sensibles. Las ondas de sonido por lo general se mueven en todas las direcciones. El oído externo, la parte del oído que puede ser visto, atrapa las ondas sonoras y las dirige hacia el canal auditivo. Algunos animales tienen orejas más

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grandes que funcionan como embudos para los oídos. Algunos animales también pueden mover r sus oídos, para escuchar de manera más efectiva a los sonidos de direcciones particulares. El oído externo dirige el sonido a través del conducto auditivo externo hasta el tímpano (membrana timpánica) del oído medio. El oído medio está formado por el tímpano y los tres huesos del oído medio, los huesecillos, que consiste en el martillo, el yunque y el estribo. Estos son los huesos más pequeños en todo nuestro cuerpo. El oído medio transforma las ondas sonoras en movimientos de los huesos del oído medio, conduciendo el sonido al oído interno. El oído interno contiene células microscópicas que están especializados para convertir el movimiento en señales neurales. Estas células llamadas ciliadas son muy pequeñas y tienen proyecciones similares a dedos diminutos, llamados stereocillia, en la parte de arriba. El estereocilios están empaquetados juntos como haces de pelo. Los haces de pelo se mueven hacia atrás y adelante cuando las ondas sonoras llegan al oído interno. Las células ciliadas activan los nervios en el oído interno, que transmiten las señales inducidos por el sonido al cerebro. El cerebro interpreta como sonido.

Objetivos de aprendizaje ! Entender que el sonido conlleva energía. ! Entender que el sonido necesita un medio para viajar, el sonido no viaja en el vacío. ! Saber que el sonido puede viaja no solamente a través del aire sino a través de sólidos y líquidos. ! Aprender como escuchamos el sonido. ! Entender el rol de oído.

Creencias previas de los estudiantes ! El sonido puede viajar a través del espacio vacío. ! El sonido no puede viajar a través de sólidos y líquidos. ! Podemos oir por que nos concentramos en la fuente del sonido.

Materiales necesarios ! Interface €Sense, ! Una constante fuente de sonido como e.g. a un parlante o bocina ! Materiales como un tambor, una liga, un tubo de plástico, ! Hojas de papel, cinta adhesiva.

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Descripción de la actividad 1.¿PUEDE EL SONIDO MOVER COSAS? Los estudiantes fabrican un tambor y observan lo que ocurre con los granos de arroz colocados en el tambor. Cuando un sonido en un extremo del tubo, las ondas sonoras golpean los granos de arroz y los hacen vibrar y hacen que se muevan. La energía del sonido se transforma energía que hace que los granos de arroz se muevan (energía del sonido se transforma en energía cinética de los granos de arroz). Demostración con fichas de dominó puede ayudar a los estudiantes a imaginar cómo la energía se transfiere de un objeto a otro. Los estudiantes también se dan cuenta de que se necesita el aire para viajar el sonido.. La conclusión es que el sonido necesita aire (medio) para viajar. 2. ¿PUEDE EL SONIDO VIAJAR A TRAVÉS DE LAS COSAS? Los estudiantes pueden probar diferentes materiales para ver si el sonido puede viajar a través de ellos. Ellos pueden utilizar un sensor de sonido y hacer un sonido en el otro extremo de un tubo de aire. Podrían probar un tubo de metal o plástico, un globo lleno de agua (esto puede ser poco peligroso si el globo se llena de demasiada agua) o un globo lleno de aire. Ellos necesitarán una fuente de sonido que emite un sonido constante. Los estudiantes deben darse cuenta de que el sonido viaja a través de todo tipo de materiales y concluir que viaja el sonido en gases, líquidos y sólidos. Datos de Ejemplo: Gráfica roja: vibraciones de sonido de una bocina. Gráfica Gris: Vibraciones de sonido registrados de un tubo de metal Gráfica Azul: vibraciones de sonido de un balón lleno de agua

3. ¿CÓMO ESCUCHAR EL SONIDO? Los estudiantes leen la explicación '¿Cómo funciona su oído? "Y discuten sobre la necesidad y formas de cuidar de sus propios oídos. Ciencias para la Escuela Primaria con €Sense - 57

4. ¿CÓMO SE PUEDE ESCUCHAR MEJOR? Los aparatos de audición ayudan a las personas a escuchar mejor. Estos son dispositivos tubulares en forma de embudo, que recogen las ondas sonoras y los llevan en el oído. Los frunces del aparato enfocan las ondas sonoras del aire en el oído. Cuanto más grande sea la energía más sonido recoge. Esto se traduce en un fortalecimiento del impacto energético sonido al tímpano y por lo tanto una mejor audición para las personas de audición reducidas o disminuido. En esta actividad los estudiantes hacen un aparato de audición e investigar el nivel de sonido con y sin el uso del aparato.

Datos de Ejemplo: Vibraciones de una sin (rojo) y con una trompeta. La distancia entre el sensor y la trompeta debe ser la misma para ambas mediciones

3.6. Unidad V. ¿Qué tan Ruidoso? En esta unidad los estudiantes utilizan el sensor de sonido y meden la intensidad del sonido (nivel de sonido) de diferentes sonidos. El sensor de sonido se calibra como un medidor de nivel de sonido y mede la intensidad en decibeles (dB).

Un poco de ciencia La intensidad del sonido depende de la amplitud de los cambios de presión dentro de la onda de sonido. La intensidad del sonido se mide en decibeles (dB), que es una medida logarítmica de la intensidad de un sonido. El sonido más tranquilo que en realidad podemos oír es de aproximadamente 0 decibelios. Un aumento de 10 dB se multiplica la intensidad del sonido en 10 veces, un sonido de 10 decibeles es 10 veces más intensa como 0 decibelios, un incremento de 20 decibeles es 100 veces más, y un incremento de 30 decibeles es 1.000 veces más, etc. Los sonidos más fuertes que escuchamos sin causarnos dolor son alrededor de 120 dB. Estos sonidos tienen aproximadamente un millón de veces más energía que los sonidos más silenciosos que podemos escuchar. La mayoría de los sonidos que oímos están en el rango de 30 a 100 dB. Aquí están algunos ejemplos:

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Sonido

Nivel de Sonido (dB)

Susurro Humano (at 1 m)

20 dB

Conversación Humana(at 1 m)

60-70 dB

Sierra eléctrica(at 1 m)

110 dB

Gritos al oído

114 dB

Umbral de dolor al oído

120-130 dB

Sirena de auto (at 1 m)

134 dB

Turbina de avión (at 20 m)

140 dB

Nota de Rock al oido (at 5 m)

150 dB

Ballena Azul en el mar

188 dB

El trueno es uno de los sonidos más fuertes de la naturaleza. Un trueno cercano puede alcanzar los 120 decibelios, lo que equivale a estar dentro de los 60 metros de un avión durante el despegue. Erupciones volcánicas pueden ser los sonidos más fuertes que ocurren comúnmente en la Tierra, en más de 272 dB.

Objetivos de aprendizaje ! Entender que la intensidad de sonido medida en dB. ! Entender que un pequeño incremento en dB (ejemplo incremento de 3 dB significa el doble de ruido).

Materiales ! Interface €Sense, ! Parlantes.

Descripción de la actividad 1. RUIDO EN EL SONIDO Los estudiantes describen sonidos y estiman qué tan fuerte son estos sonidos son. Divida a los estudiantes en grupos y dejar que ellos discuten como objetivo sus estimaciones. 2. ¿QUÉ ES EL RUIDO? Los estudiantes miden las intensidad sonora de diferentes fabricantes de sonido. El sensor de sonido funciona aquí como un medidor de nivel de sonido y mide la intensidad del sonido en dB. Los datos del sensor muestran en un valor digital, un medidor y un gráfico (el tiempo de medición es de 2 s). Observe que para algunas fuentes de sonido las lecturas del sensor de sonido pueden cambiar rápidamente.

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3. ¿EL SILBIDO ES RUIDO? Los estudiantes juegan un juego donde dos estudiantes pueden silbar o tararear el más ruidoso. Luego se registran la intensidad del sonido cuando silban juntos al mismo tiempo

Datos de Ejemplo La medición de intensidad de sonido en dB. Gráfica Izquierda – dos estudiantes separados y juntos, Gráfica derecha – dos bocinas, separadas y juntas.

La intensidad del sonido se mide por dos estudiantes o dos bocinas no es la suma de las intensidades de sonido medidos para cada estudiante o de las bocinas. Cuando la intensidad del sonido aumenta en 3 dB, entonces el sonido es el doble de fuerte. La intensidad de sonido de 63 dB es 3 dB más de la intensidad del sonido de un sonido de 60 dB. Esto significa que un sonido de 63 dB es dos veces tan fuerte como un sonido de 60 dB. Y 66 dB es de nuevo dos veces más fuerte, por lo que 4 veces más fuerte que un sonido de 60 dB. Un sonido de 80 dB no es dos veces tan fuerte como un sonido de 40 dB, es 10 000 veces más fuerte. Observe que el sensor de sonido no diferencia entre el ruido en el aula y el silbido de los niños. Tenga cuidado de que no hay demasiado ruido de fondo. 4. RUIDO EN EL SALÓN DE CLASES Los estudiantes registran la intensidad del sonido durante una lección. A continuación se analiza la gráfica resultante.

3.7. Unidad VI. Deteniendo el ruido En esta unidad los estudiantes se dan cuenta de que los sonidos fuertes pueden causar daños en el oído e investigar formas de disminuir la intensidad del sonido.

Un poco de ciencia La cantidad de tiempo que escucha al sonido afecta la cantidad de daño que causará. Los Sonidos que son de menos de 80 dB es probable que causen la pérdida de audición. Los niveles de ruido superiores a 80 dB pueden ser peligrosos y pueden causar lesiones auditivas. Muchos expertos coinciden en que las 8 horas de exposición continua a más de 85 dB es peligroso para su audición. Muchos sonidos comunes pueden ser más fuerte de lo que pensamos. Una conversación típica se

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produce en alrededor de 65 dB, no lo suficientemente fuerte como para causar daño. Al escuchar música en auriculares en nivel máximo de volumen, el sonido llega a un nivel de más de 100 dB, lo suficientemente alto para empezar daño permanente después de sólo 15 días. Interesting, additional materials and activities, are available via ‘Dangerous decibels’ website at http://www.dangerousdecibels.org/virtualexhibit/index.html. El ruido puede causar perdida de audición causada por una exposición prolongada de sonido fuerte, así como por la exposición repetida a los oídos en varios niveles de volumen durante un período largo de tiempo. El daño ocurre en las células ciliadas microscópicas que se encuentran en el interior del oído interno. Diferentes grupos de células pilosas son responsables de diferentes frecuencias de sonido. El oído humano sano puede escuchar frecuencias que van de 20 a 20, 000 Hz. Con la exposición sonido fuerte a través del tiempo, las células ciliadas pueden ser dañados o rotos. Si un número suficiente de ellos están dañados, los resultados de pérdida de audición. El sonido es uno de los riesgos laborales más comunes que enfrentan las personas hoy en día. Incluso fuera del trabajo, muchas personas participan en actividades recreativas que pueden producir niveles dañinos de sonido (conciertos musicales, uso de herramientas eléctricas, etc.). También los niños a menudo escuchan música con audífonos a nivel de volumen máximo que es peligroso. Los materiales y las actividades adicionales de interés, están disponibles a través del sitio'decibeliospeligrosas',http://www.dangerousdecibels.org/virtualexhibit/index. html.

Objetivos de aprendizaje ! Entender que el sonido del ruido puede dañar los oídos. ! Preveer que algunos materiales absorben mejor el sonido que otros. ! Diseñar un experimento para decidir que material absorbe mejor el sonido.

Creencias previas de los estudiantes ! La contaminación por ruido es muy molesta pero no es perjudicial.

Materiales ! Interface €Sense, ! Materiales que absorben el sonido son: algodón, lana, rocas, madera.

Descripción de Actividades 1. DECIBELS PELIGROSOS Discuta con los niños cómo puede ser sonido peligroso. Los estudiantes deben entender razones para controlar el nivel de ruido.

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2. ¿CÓMO AISLAR EL SONIDO? In this activity students investigate how different materials absorb (isolate) sound. They design their experiment and collect sound absorbing materials. Students should be able to predict and deduce from their results that soft, bumpy materials absorb sound better than hard, flat materials. En esta actividad los estudiantes investigan cómo los diferentes materiales absorben (aíslan el sonido). Diseñan su experimento y discuten los materiales que mejor absorben el sonido. Los estudiantes deben ser capaces de predecir y deducir de sus resultados que los materiales suaves o rugosos absorben el sonido mejor que los materiales duros y planos.

Datos de Ejemplo: Una bocina colocada en una caja de zapatos y tapada con diferentes materiales.

El ruido de fondo de la clase puede afectar los resultados de la medición. Se debe pedir guardar silencio durante la prueba.

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3. ¿SE PUEDE SUPRIMIR AÚN MÁS EL SONIDO? En esta actividad los estudiantes usan el sensor de sonido y miden la intensidad en función de la distancia.

Datos de Ejemplo: La interface €Sense es movida lejos de la fuente de sonido. La sensibilidad del sonido primero decrece y después crece

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