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Unidad Didáctica: “Estructuras por todas partes”.
ETAPA: SECUNDARIA
CURSO: 1º
Leemos en Tecnología:
v
Temporalización: 11 sesiones.
v
Lectura de textos con formatos continuos: libro de
texto, enciclopedias, páginas de Internet.
v
Lectura de texto con formatos discontinuos:
esquemas, simbología, planos, diagramas,
cuestionarios, animaciones, vídeo.
v
Educación en valores: esfuerzo, consumo responsable,
1 Introducción (justificación de su elección).
El alumnado
El alumnado de 1º de ESO cursa esta materia por primera vez en su vida escolar y, según la experiencia, su predisposición hacia la Tecnología suele ser muy positiva, debido a la enorme carga procedimental y manipulativa que ésta presenta en su currículo Tampoco se puede obviar que ha entrado en una fase de desarrollo cognitivo muy importante: reemplaza los objetos por ideas o conceptos y empieza a ser capaz de preparar experiencias mentales para comprobarlas en la práctica.
El alumnado de 1º de ESO debe adquirir los conocimientos y desarrollar las destrezas que le permitan comprender los principios básicos de construcción de estructuras físicas de variada índole y la respuesta de éstas ante diferentes tipos de esfuerzos. Para ello, fomentaremos en ellos la búsqueda de soluciones a los problemas estructurales, así como la sensibilidad ante el ahorro y el aprovechamiento óptimo de los recursos. Igualmente, los alumnos han de usar las tecnologías de la información y la comunicación como herramientas para localizar, crear, analizar intercambiar y presentar la información.
La materia
La materia de Tecnología nos ayuda a entender el mundo que nos rodea, plagado de multitud de procesos y objetos tecnológicos en continua evolución. Además, junto a la utilización de una serie de herramientas y recursos, contribuye de forma importante a la adquisición por parte del alumnado de todas las competencias básicas.
El Plan de Lectura
La implantación del Plan de Lectura en nuestro centro implica el compromiso, por parte de todo el profesorado y desde cada una de las áreas, para impulsar procesos y estrategias para la mejora de las competencias necesarias para practicar habitualmente la lectura, disfrutar leyendo y adquirir los conocimientos de forma eficaz. La materia de Tecnología contribuye a dicha finalidad mediante el uso de formatos no verbales (simbología de sistemas técnicos, esquemas, gráficos, dibujo técnico,...) y verbales (textos expositivos, descriptivos, argumentativos, instructivos, registros,...).
La Unidad Didáctica
2 Referentes curriculares.
Para elaborar esta Unidad Didáctica, el referente curricular será en todo momento el Real Decreto 1631/2006, de 29 de diciembre, por el que se establecen las Enseñanzas Mínimas de la Educación Secundaria Obligatoria y el Decreto 69/2007, de 29-05-2007, por el que se establece y ordena el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria en la Comunidad Autónoma de Castilla La Mancha. De él extraeremos los objetivos, contenidos y criterios de evaluación que nosotros integraremos dentro del apartado denominado “Elementos básicos”.
3 Elementos básicos: Objetivos, contenidos y criterios de evaluación de la
Unidad Didáctica.
Al finalizar la UD el alumnado será más competente en:
• Conocer y analizar los diferentes elementos que componen una estructura, así como los distintos tipos de esfuerzos a los que puede estar sometida.
• Solucionar problemas de estabilidad y resistencia de las estructuras, aprovechando los conocimientos previos adquiridos y valorar la utilización de diferentes materiales para su construcción.
• Manejar las herramientas y materiales del aula-taller de forma segura y responsable, respetando las normas de utilización.
• Representar gráficamente las estructuras construidas, aplicando los correspondientes criterios de dibujo técnico.
• Buscar, leer, interpretar y entender información en diferentes fuentes (libro de texto, enciclopedias, páginas web,...), analizar dicha información para poder utilizarla en su trabajo en el aula y presentarla en diferentes formatos (textos, dibujos, resúmenes, esquemas,...)
• Mantener actitudes flexibles y responsables en el trabajo en equipo, participando activamente en la búsqueda de información y en la elaboración de los trabajos en grupo.
4 La organización de la secuencia de enseñanza-aprendizaje.
Esta UD se desarrolla a lo largo de 11 sesiones, a finales del primer trimestre y comienzo del segundo, una vez impartidos los contenidos básicos relacionados con “Materiales” y “Técnicas de expresión y comunicación”, con un total de 14 actividades e incluye:
1. Fase inicial de introducción, motivación y planificación.Una sesión.
2. Fase de desarrollo y búsqueda:actividades de recogida y organización, análisis, creación
e interpretación a partir de la lectura de formatos continuos y discontinuos y fuentes diversas: textos escritos, resúmenes, fotografías, diagramas de bloques, vídeos, internet…La Biblioteca del Centro y el Aula Althia serán espacios de investigación y búsqueda.Ocho sesiones.
3. Fase de síntesis: presentación creativa con distintos códigos; evaluación y reflexión sobre
lo aprendido desde la presentación del trabajo realizado.Dos sesiones.
4. Fase de generalización: sugerencias sobre nuevas creaciones y lecturas, actividades de
refuerzo y enriquecimiento. Se invita a las familias a asistir a la actividad final. Una sesión al final de curso.
4.1 Fase inicial: actividades de introducción y motivación junto a los
procesos de comprensión y expresión y el valor de la lectura.
En esta primera sesión, presentamos la UD informando de la planificación y aclarando a toda la clase el desarrollo didáctico. Es muy importante que quede claro desde el principio el ¿qué? ¿cómo? ¿cuándo? y ¿dónde? vamos a trabajar estos contenidos. En esta primera sesión trabajaremos en gran grupo.
q Actividad 1. Presentamos la Unidad Didáctica: ¿Qué sabemos hasta ahora? ¿Qué aprenderemos? ¿Cómo trabajaremos?
1ª sesión
Comprobamos los conocimientos previos: formularemos preguntas como: ¿Qué entiendes por estructura? ¿Cómo lo definirías? ¿Con qué materiales pueden construirse?
¿Qué vamos a aprender?: Breve introducción sobre esfuerzos y ejemplos de estructuras, desde las conchas más pequeñas hasta los grandes rascacielos,...
¿Cómo trabajaremos?: Leyendo, viendo algún vídeo, investigando y planificando la construcción de una maqueta en grupos de trabajo,...
q Actividad 2. Comenzamos la andadura.
Estamos en nuestro aula convencional y con la ayuda de la pizarra digitall (proyector + portátil), proyectamos la siguiente definición de estructura:
El profesor explica esta definición e intenta aclarar el malentendido que se da comúnmente al identificar a las estructuras exclusivamente con edificios más o menos grandes. Hacemos ver a los alumnos que dentro de esta definición caben multitud de objetos que tenemos a nuestro alrededor y no son edificios, tales cómo: una silla, un árbol, una mochila, nuestro esqueleto,... También es importante dejar claro desde el principio, que el objetivo principal de una estructura es satisfacer la necesidad para la que ha sido construida.
q Actividad 3. Averiguamos algunos secretos.
A continuación proponemos una lectura en la que se explica que procedimientos se utilizaron para construir las grandes construcciones antiguas como las catedrales y las pirámides de Egipto.
Indicamos que deben anotar en su cuaderno aquellas palabras que desconozcan y nos aseguramos de que no pasan por alto algunas como: torno, polea, canteros, arbotantes, estabilidad, palanca y plano inclinado. Una vez finalizada la lectura, el profesor aclara estos conceptos, algunos de los cuales corresponden al bloque de contenidos de “Máquinas y mecanismos” que se estudiará más adelante.
Interior de la catedral de León
Los constructores de catedrales.
La construcción de una catedral en la Edad Media exigía la colaboración de muchos artesanos (tallistas de piedra, escultores, pintores, albañiles), dirigidos por el maestro constructor, el arquitecto. Estas grandes obras requerían muchos años de trabajo, de forma que era muy raro que las personas que las comenzaran las vieran terminadas. De hecho, algunas de ellas fueron construidas a lo largo de varios siglos, como se puede apreciar por la mezcla de estilos constructivos: cada arquitecto aplicaba las técnicas y estilos que estaban de moda en su época.
Las técnicas de construcción eran primitivas pero eficaces, a juzgar por los resultados. Los constructores utilizaban un entramado de madera, a modo de andamio, que permitía trabajar en los muros, sujetar partes inacabadas (como los huecos de las ventanas o el tejado) y acoplar máquinas que servían, fundamentalmente, para elevar los bloques de piedra hasta donde debían ser colocados. Para este fin disponían tan solo de dos máquinas simples: el torno y la polea. Las piedras habían sido cuidadosamente talladas por expertos canteros, que se guiaban con plantillas de cartón en las que se especificaba la forma de cada uno de los elementos.
Los arquitectos idearon ingeniosas formas de conseguir aumentar la estabilidad y la resistencia de la estructura. Entre las más importantes está el uso de los llamados
arbotantes, arcos que se apoyan en los muros de la catedral y en pilares situados a sus lados. Este recurso permitía descargar el peso de los muros y de la cubierta, y repartirlo entre los propios muros y los pilares. Conseguían así elevar las catedrales hacia el cielo, alcanzando alturas de casi 100
metros. Y todo ello construyendo muros muy ligeros, con enormes ventanas.
Cómo edificar estructuras gigantescas
Para conseguir levantar edificios tan grandes como las pirámides egipcias o americanas, los constructores de la Antigüedad utilizaron escasos recursos técnicos: casi exclusivamente, la palanca y el plano inclinado.
Los antiguos egipcios construyeron sus pirámides con enormes bloques de piedra que hacían ascender gracias a una rampa. Según el historiador griego Heródoto, los egipcios invirtieron diez años en la construcción de este plano inclinado, y veinte en la de la propia pirámide. En cambio, los aztecas, los mayas y otros pueblos americanos que edificaron pirámides tuvieron menos problemas. Utilizaron piedras que podía cargar una persona y tierra apisonada. Estos materiales podían ser acarreados hacia arriba por los albañiles a medida que la pirámide crecía, sin que fuese necesario construir una rampa.
Los griegos y los romanos utilizaban un entramado de sólidos troncos de madera para la construcción de sus templos. El entramado de madera permitían ir apoyando y sujetando los bloques de piedra hasta que la estructura estuviera completa y se sustentara por si misma.
q Actividad 4. ¡¡¡ No es posible!!!.
Para finalizar la sesión, proyectamos un vídeo sobre el colapso del puente de Tacoma. Antes de empezar la proyección, el profesor comenta a los alumnos los materiales de los que está construido: acero y hormigón; y la función para la que se construyó en los años 40: permitir el paso de vehículos pesados sobre el río, y se les plantea la siguiente pregunta:
¿Qué creéis que le sucede al puente?:
A) El aire moderado lo derrumba.
B) Fue destruido por un bombardeo.
C) Lo han ampliado y es 5 veces más grande.
D) Se conserva igual que en su inauguración.
Puente Tacoma (Estados Unidos) (3:50 min.)
4.2 Fase de desarrollo del aprendizaje: recogida; comprensión; organización y
almacenado; y de reflexión, análisis y valoración de la información.
q Actividad 5. Empezamos a investigar.
Continuamos en el aula convencional y con la ayuda de la pizarra digitall (proyector + portátil). Entramos en el apartado de “estructuras” del área de Tecnología de la página web
www.librosvivos.net, que contiene explicaciones, animaciones y actividades interactivas, y hacemos un recorrido en gran grupo por los 5 apartados que figuran, utilizando la técnica de lectura en voz alta por turnos de los conceptos más significativos.
Apartado 1
Apartado 2
Apartado 3
Apartado 4
Por último, Apartado 5
Actividad 6. Ponemos a prueba nuestros conocimientos.
A partir de esta sesión comenzamos a trabajar en el aula taller de Tecnología, formando 6 grupos de trabajo de 4 ó 5 componentes. Utilizamos la pizarra digital para entrar en la sección de Tecnología, apartado “Estructuras” de la página web del IES Alquibla
www.iesalquibla.com/TecnoWeb/estructuras/estructura_index.htm , donde encontramos en el apartado “Actividades” una colección de 18 ejercicios interactivos, como el del ejemplo abajo indicado. Contestarán por grupos alternativamente, contabilizando la cantidad de aciertos y errores de cada uno de ellos para su posterior valoración en la calificación final del grupo de trabajo.
Actividad 7. Una propuesta de trabajo para empezar a construir.
Les damos la propuesta de trabajo a los grupos para empezar a construir una maqueta en el aula-taller, que servirá como aplicación práctica de lo aprendido hasta el momento. La propuesta es la siguiente:
Propuesta de trabajo: Diseñar, planificar y construir una estructura de armazón triangulada
utilizando como modelo un puente, nave industrial, carpa, molino, grúa, torre,...
Condiciones de trabajo:
• Utilizaremos como base un tablero de aglomerado de 40x40 cm.
• Para realizar las triangulaciones de la estructura se utilizarán barras de papel reciclado
e hilo de nailon.
• No debe exceder 30 cm de altura con una luz de 20 cm como mínimo.
• Se valorará la utilización de elementos resistentes diversos: pilares, vigas, tensores,
tirantes, escuadras,...
• La estructura debe soportar un peso de 1,5 kg.
Actividad 8. Nos convertimos en arquitectos. ¡¡¡Vamos a diseñar!!!
Esta actividad la llevamos a cabo en la Biblioteca del Centro y tiene como objetivo la búsqueda de información sobre estructuras reales que nos sirvan como muestra para nuestro diseño. Utilizaremos libros de texto de diversas editoriales, enciclopedias en formato papel y virtuales y la conexión a internet para buscar diferentes tipos de construcciones formadas por triangulación. Realizaremos una ficha con una breve reseña de aquéllas que nos sirvan como referencia para nuestra maqueta.
A continuación, en equipo, deben realizar un informe que contenga:
• CROQUIS de la maqueta anotando las medidas más relevantes.
• LISTA DE HERRAMIENTASespecificando para qué se va a utilizar cada una de ellas.
• LISTA DE MATERIALES para la construcción de la maqueta, junto con la cantidad
necesaria de cada uno de ellos.
Actividad 9. Ahora somos constructores. ¡¡¡ Manos a la obra!!!.
Una vez que tenemos planificado el diseño, las herramientas y los materiales que necesitamos, empezamos la construcción de la maqueta en el aula-taller. En primer lugar hay que establecer el rol que va a desempeñar cada uno de los componentes del grupo:
• COORDINADOR: Gestiona las tareas del grupo y actúa como portavoz.
• SECRETARIO Llevar al día la hoja de control.
• RESPONSABLE DE MATERIALES Solicitar al profesor los materiales necesarios y gestionar su uso responsable.
• RESPONSABLE DE HERRAMIENTAS Controlar las herramientas a la entrada y salida de clase y velar por su correcta utilización.
Además, el profesor entrega a cada equipo la hoja de control (Anexo III) para utilizarla como diario de clase, en la que deben mantener actualizados diariamente cada uno de los campos: fecha de actuación, operaciones realizadas, materiales empleados, problemas surgidos en la construcción, soluciones adoptadas,...
Actividad 10. Recopilamos toda la información.
En el Aula Althia cada grupo de trabajo dispone de dos ordenadores contiguos que utilizarán para elaborar la memoria final en formato Word o similar. Dicha memoria debe contemplar los siguientes apartados:
1.- Información sobre estructuras reales similares: Fotografía o
ilustración acompañada de una breve reseña de su ubicación y características técnicas.
Ejemplo
2.- Alzado, planta y perfil: Utilizarán el programa Paint y deben incluir
las cotas generales de la maqueta.
Ejemplo
3.- Explicación detallada: Indicar los elementos resistentes que componen
la maqueta e identificar los tipos de esfuerzos a los que están sometidos.
4.- Lista de herramientas: Deben indicar para qué han utilizado cada una
de ellas y, al menos, una norma de utilización y seguridad.
5.- Lista de materiales: Indicar el nombre técnico, la cantidad, el precio
unitario y el precio total.
6.- Problemas surgidos y soluciones adoptadas: Comentar todos los
imprevistos que se han dado durante el proceso de construcción.
7.- Opiniones: Cada uno de los componentes del grupo valorará el proceso
de construcción, el trabajo del equipo y sus principales aportaciones.
4.3 Fase de síntesis, presentación y evaluación.
Actividad 11. Damos a conocer nuestro trabajo.
De nuevo en el aula-taller y con la maqueta y la memoria final terminadas, los equipos presentarán sus proyectos al resto de compañeros de clase. En la presentación conjunta del trabajo deben abordar los siguientes puntos:
• INFORMACIÓN SOBRE LAS ESTRUCTURA REALES EN LA QUE SE HAN BASADO PARA CONSTRUIR SU MAQUETA.
• ELEMENTOS RESISTENTES QUE FORMAN SU ESTRUCTURA.
• ESFUERZOS SOPORTADOS POR CADA ELEMENTO.
• CUMPLIMIENTO DE LAS CONDICIONES CONSTRUCTIVAS
• FUNCIONAMIENTO DEL GRUPO.
El profesor adquiere el rol de supervisor, puntualizando y complementando la información si fuese necesario. Al finalizar cada una de las exposiciones, el resto de grupos valoran cada una de las intervenciones utilizando la siguiente ficha de coevaluación:
FICHA DE COEVALUACIÓN
Valora cada una de las intervenciones de los otros grupos con 1, 2, 3, 4 ó 5 puntos, teniendo en cuenta que no se pueden repetir calificaciones en una misma columna.
Información sobre estructu
ras real es . Elem entos resis tentes utilizados. Esf uerz os
soportados. Funcion
amie
nto
del grupo. Cum
pli mi en to de las condi ciones. PUNTUACIÓN TOTAL Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4 Grupo 5 Grupo 6
Actividad 12. Valoramos el camino recorrido y nos ponemos a prueba.
El profesor entrega un cuestionario relacionado con el desarrollo de la UD, el trabajo en equipo, la utilización de los recursos y los contenidos tratados, que los alumnos deberán contestar individualmente, para valorar el grado de adquisición de las competencias enumeradas al principio.
EN RELACIÓN AL DESARROLLO DE LA UD.
¿Te ha parecido interesante la UD? ¿Qué aspecto destacarías?
¿Qué te ha resultado más difícil de aprender?
¿Consideras que lo aprendido te ayuda a entender mejor las formas de nuestro entorno?
¿Cómo valoras el trabajo en equipo? Enumera algún aspecto positivo y negativo.
¿Crees que los compañeros de grupo valoran tus aportaciones? ¿Por qué?
¿Te has implicado en las tareas del equipo?
¿Te gustaría realizar más actividades en la Biblioteca?
¿Cómo valoras la utilización de las TIC para buscar y elaborar documentos?
¿Buscarás alguna lectura relacionada con el tema para profundizar?
¿Te gustaría repetir esta forma de trabajo?
EN RELACIÓN A LOS CONTENIDOS TRABAJADOS.
Las estructuras entramadas pertenecen al grupo de:
Estructuras masivas
Estructuras laminares
Estructura de armazón
Una estantería de madera tiene una estructura:
Triangulada
Entramada
Los esfuerzos de tracción tienden a:
Estirar la pieza
Doblar la pieza
Aplastar la pieza
La pata de una silla soporta un esfuerzo de:
Flexión
Compresión
Tracción
Torsión
La resistencia mecánica de una determinada pieza depende de:
Sólo del material con el que esté construida.
De su forma, dimensiones y el material con que esté construida.
De los agentes atmosféricos.
Para evitar el vuelco de una estructura, se puede:
Aumentar la superficie de apoyo.
Disminuir el peso de la base.
Ninguna de las anteriores.
A la hora de diseñar una estructura debemos tener en cuenta, principalmente:
Su estabilidad y la capacidad para soportar las cargas sin romperse ni deformarse excesivamente.
Sus cualidades estéticas.
Su precio.
Una estructura en forma de tubo es capaz de soportar menos peso que una estructura plana:
Verdadero
Falso
Los pilares y vigas de un edificio son:
La base del suelo de los diferentes pisos
La base sobre la que se apoya toda la estructura
El armazón básico de la estructura
En la cimentación de un edificio influye directamente:
El tipo de estructura construida
Los materiales de la estructura
4.4 Fase de generalización: sugerencias sobre nuevas lecturas, actividades de
refuerzo y enriquecimiento.
Actividad 13. Para continuar con el tema...
El profesor propone una serie de lecturas y direcciones de internet, relacionadas con la UD y con la Ciencia y la Tecnología en general, que pueden resultar interesantes y amenas, a la vez que les servirá para profundizar en el tema.
Libros de información:
LENZ, N. El libro de las 1000 preguntas y respuestas, Salamanca, Lóguez.
MITCHELL, Mary-Clare. Inventos. Editorial Molino. Barcelona, 1996. Gran enciclopedia de bolsillo.
VERNE, J. De la Tierra a la Luna. Editorial Edad. Madrid, 2004.
Direcciones de internet:
www.portaleso.com
Dentro del apartado “Asignaturas” “Tecnología” “Estructuras” encontrarás estos enlaces a páginas muy interesantes y con un gran repertorio de imágenes relacionadas con estructuras.
http://www.consumer.es/web/es/vivienda/infografias: Animaciones del funcionamiento de un ascensor y de edificios adaptados para minusválidos.
Actividad 14. Organizamos nuestra pequeña Feria de Muestras.
Anexo I. BIBLIOGRAFÍA
q
Libro de texto del alumno.
q
Libros de texto de 1º de ESO de diferentes editoriales a disposición del alumnado
en la Biblioteca del Centro.
q
Enciclopedia del Estudiante. Editorial Santillana.
q
Enciclopedias en formato papel y digital de la Biblioteca: Larousse, Encarta,...
q
Páginas de internet sobre estructuras:
http://enroutados.wordpress.com/2007/02/27/el-puente-tacoma : Vídeo del derrumbe del Puente Tacoma de Estados Unidos de la Actividad 4.
http://www.librosvivos.net/ : Actividades interactivas de la Actividad 5 y cuestionarios de evaluación en relación a los contenidos trabajados de la Actividad 12.
http://www.iesalquibla.com/TecnoWeb/estructuras/estructura_index.htm : Cuestionarios interactivos de la Actividad 6.
Anexo II. MAPA CONCEPTUAL DE CONTENIDOS
TIPOS DE
ESTRUCTURAS
• MASIVAS
• LAMINARES O
DE CARCASA
• DE ARMAZÓN
ESTRUCTURAS
TIPOS DE
ESFUERZOS
• TRACCIÓN
• COMPRESIÓN
• FLEXIÓN
• CORTADURA
• TORSIÓN
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
• VIGAS
• PILARES
• ARCOS
• TENSORES Y
TIRANTES
• ESCUADRAS
