Circuitos Electricos

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Circuitos Eléctricos

Guía del Profesor

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Circuitos Eléctricos ii

Ciencia y Tecnología para Niños Circuitos Eléctricos

La unidad Circuitos Eléctricos fue desarrollada en Estados Unidos de Norteamérica por el Centro Nacional de Recursos Científicos (National Science Resources Center, NSRC), organización formada por la Academia Nacional de Ciencias (National Academy of Sciences) y el Instituto Smithsoniano (Smithsonian Institution). El NSRC es operado por el Instituto Smithsoniano y la Academia Nacional de Ciencias para mejorar la enseñanza de las ciencias. El NSRC reúne y difunde información respecto a recursos de enseñanza ejemplares, desarrolla y difunde materiales para la curricula y patrocina actividades de apoyo, en específico en áreas de desarrollo profesional y asesoría técnica para ayudar a desarrollar y mantener programas vivenciales de enseñanza de la ciencia.

El programa Ciencia y Tecnología para Niños en que se basa esta unidad, fue elaborado por el National Science Resources Center con el apoyo de la Beca No. ESI – 9252947 de la National Science Foundation (NSF). Todas las opiniones, descubrimientos, conclusiones y/o recomendaciones que se expresan en las unidades CTN (Science and Technology for Children, STC) pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente el punto de vista de la National Science Foundation.

La primera traducción y adaptación para México se realizó por Innovación y Comunicación, S.A. de C.V. (ICSA) con el apoyo de la Secretaría de Educación Pública (SEP) y la entonces Academia de la Investigación Científica, actualmente Academia Mexicana de Ciencias (AMC). A esta versión se ha incorporado el trabajo de revisión de la traducción y adaptación de parte de Innovación en la Enseñanza de la Ciencia, A.C. (INNOVEC), dentro de convenios de colaboración con la SEP y los Gobiernos de varios Estados del país.

Las Hojas de Actividad, las Figuras Recortables y las Lecturas Seleccionadas de la Guía del Profesor de Circuitos Eléctricos se pueden copiar por el profesor en cantidad suficiente para los estudiantes de su salón de clases, también para propósitos de uso solamente en el salón de clases, el profesor puede sacar copias en acetato para proyectar una página específica o un tema de la Guía del Profesor. Ninguna otra

parte del contenido de esta guía se puede reproducir por medio mecánico, fotográfico, proceso

electrónico, registro fonográfico, tampoco se puede almacenar en un sistema de recuperación de datos, transmitirse o copiarse para uso público o privado sin el permiso por escrito del Centro Nacional de

Recursos Científicos (National Science Resources Center, NSRC) de los Estados Unidos de

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Circuitos Eléctricos iii

Prólogo

Desde 1988, el Centro Nacional de Recursos Científicos (NSRC) ha desarrollado los programas Ciencia y Tecnología para Niños (CTN) y Ciencia y Tecnología para Secundaria (CTN/S), programas de ciencia vivencial para niños desde preescolar hasta secundaria. En México el nombre genérico para el programa es el de Sistemas de Enseñanza Vivencial e Indagatoria (SEVIC). Las unidades se encuentran diseñadas para proveer a los estudiantes experiencias estimulantes en las ciencias físicas, de la vida, de la tierra y la tecnología, mientras que de manera simultánea, desarrollan su pensamiento crítico y sus habilidades para la solución de problemas.

Las unidades proporcionan a los niños la oportunidad de aprender conceptos adecuados a su edad, así como el desarrollo de habilidades, la adquisición de actitudes científicas y de hábitos de pensamiento. En los primeros grados, los niños empiezan el estudio de la ciencia a través de la observación, medición e identificación de propiedades; después los niños se mueven a través de una progresión de experiencias que culminan en los últimos grados de educación básica con el diseño de experimentos controlados. El ciclo de aprendizaje Enfocar – Explorar - Reflexionar y Aplicar incorporado en las unidades SEVIC se basa en resultados aportados de investigaciones respecto al aprendizaje de los niños. Estos descubrimientos indican que el conocimiento se construye activamente por cada estudiante y que los niños aprenden la ciencia mejor en un ambiente donde ellos puedan trabajar los experimentos de manera vivencial y hacer sus propios descubrimientos. Las etapas del ciclo de aprendizaje son las siguientes:

• Enfocar: Explora y aclara las ideas que los niños ya poseen acerca del tema a trabajar.

• Explorar. Permite a los niños tomar parte en exploraciones vivenciales de los objetos, organismos y los fenómenos científicos que se van a investigar.

• Reflexionar. Motivar a los niños para discutir sus observaciones y conciliar sus ideas.

• Aplicar. Ayudar a los niños a discutir y aplicar sus ideas nuevas en situaciones nuevas.

El ciclo de aprendizaje en las unidades SEVIC da a los estudiantes la oportunidad para desarrollar un entendimiento creciente de importantes conceptos científicos y desarrollar actitudes positivas hacia la ciencia.

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Circuitos Eléctricos iv

Las unidades se han estructurado con un enfoque gradual, sistémico y lógico. Cada unidad persigue diferentes propósitos de formación para el estudiante, aunque su estructura y operación es esencialmente similar desde el punto de vista metodológico. En México al seleccionar las unidades a aplicar en el proyecto se han considerado también otros elementos, entre los cuales se pueden destacar los siguientes:

• Apego a los planes y programas oficiales de estudio. Las Unidades responden a los objetivos de los planes y programas de la Secretaría de Educación Pública para la enseñanza de las Ciencias Naturales en las escuelas de educación básica de nuestro país y su diseño le permite al profesor profundizar en la enseñanza de un tema que forma parte de los contenidos organizados en alguno de los ejes temáticos que consideran el programa oficial: Los seres vivos; El cuerpo humano y la salud; El ambiente y su protección; Materia, energía y cambio y, Ciencia, tecnología y sociedad. Además, las actividades de las Unidades consideran correlaciones con las otras asignaturas de la educación primaria.

• Interés que el tema puede despertar en el docente y en el niño.

• Necesidad de reforzar algunos contenidos locales o regionales (por ejemplo protección al ambiente, nutrición, ahorro de energía, etc.).

• Facilidad para abordar el tema por el docente.

• Facilidad de adquirir los materiales y organismos en la localidad.

Secuencia de Desarrollo de Habilidades de Razonamiento Científico

Las unidades proporcionan a los profesores una variedad de estrategias para evaluar el aprendizaje de los estudiantes. Las unidades también ofrecen a los profesores la oportunidad de relacionar la enseñanza de la ciencia con el desarrollo de habilidades en matemáticas, lenguaje, artes y ciencias sociales, además cada unidad motiva el uso del aprendizaje cooperativo para ayudar a los estudiantes a desarrollar la habilidad valiosa de trabajo en equipo.

Habilidades de Razonamiento Científico Primaria Secundaria Grados 1 2 3 4 5 6 1 - 3 Observación, Medición e Identificación de Propiedades * * * * * * * Búsqueda de Evidencias, Reconocimiento de Patrones y Ciclos * * * * * *

Identificar Causas y Efectos.

Extensión de los Sentidos * * * *

Diseño y Conducción de

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Circuitos Eléctricos v Las Unidades SEVIC que se aplican en nuestro país en educación básica son las siguientes:

Grado Ciencias de la Vida y de la Tierra Física, Química y Tecnología

Primaria 1 Organismos El Clima

2 Ciclo de Vida de

las Mariposas Suelos Equilibrando y Pesando 3 Crecimiento y Desarrollo de las Plantas Pruebas Químicas 4 Química de Alimentos Sonidos 5 Micromundos Circuitos Eléctricos 6 Ecosistemas Midiendo el Tiempo Secundaria 1 - 3 Sistemas del

Cuerpo Humano I Propiedades de la Materia I

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Circuitos Eléctricos vi

Objetivos

Los estudiantes en esta unidad ampliarán su comprensión de la electricidad a través de alambres, baterías, focos e interruptores. A partir de sus experiencias, aprenden los siguientes conceptos científicos y también desarrollan las siguientes habilidades y actitudes.

Conceptos

Se requiere un circuito eléctrico completo para encender un foco

Un circuito completo se puede construir en más de una forma usando los mismos materiales Diferentes tipos de circuitos eléctricos muestran diferentes características

Un interruptor se puede utilizar para completar o cortar un circuito Los materiales que conducen la electricidad se llaman conductores Los materiales que no conducen la electricidad se llaman aislantes La electricidad puede producir luz y calor

Un diodo conduce la electricidad en una sola dirección

Habilidades

Instalar circuitos eléctricos simples

Predecir, observar, describir y registrar resultados de experimentos con la electricidad Elaborar conclusiones acerca de los circuitos como resultado de los experimentos Construir y utilizar un sencillo probador de circuitos

Usar símbolos para representar las diferentes partes de un circuito eléctrico Construir un interruptor simple

Aplicar estrategias de identificación y solución de problemas para completar un circuito eléctrico incompleto

Aplicar información acerca de los circuitos eléctricos para diseñar y construir una linterna

Aplicar información acerca de los circuitos eléctricos para diseñar e instalar el cableado de una casa

Leer para aprender más acerca de la electricidad

Comunicar resultados e ideas a través de la escritura, el dibujo y la discusión

Actitudes

Apreciar la necesidad de reglas de seguridad cuando trabajen con la electricidad Desarrollar el interés en la electricidad

Desarrollar confianza para ser capaz de analizar y resolver un problema

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Circuitos Eléctricos vii

Introducción

El mundo moderno no sería posible sin la electricidad. La electricidad ilumina nuestras casas e industrias; mueve muchos de nuestros medios de transporte; hace posibles complejas vías de comunicación tales como teléfonos, televisiones, radios y computadoras; también nos proporciona un gran número de mecanismos para ahorrar esfuerzo, tanto en casa como en el trabajo. Más aún, el conocimiento de la electricidad ha dado a los científicos nuevos caminos para investigar otras disciplinas: química, física, biología y medicina.

La gran mayoría de los niños se interesan y se maravillan con la electricidad. Muchos se preguntan, ¿Cómo funcionan los diferentes aparatos eléctricos que encuentran en su vida cotidiana? La unidad Circuitos Eléctricos ayudará a los niños a responder muchas de sus preguntas, abriéndoles la puerta al mundo de la electricidad. En esta unidad los alumnos trabajan con materiales eléctricos tales como alambres, focos, pilas, etc.… y realizan experimentos útiles y divertidos.

Aunque la unidad fue diseñada y probada para alumnos de 5º grado de primaria, también se puede aplicar a los grados 4º y 6º.

La unidad Circuitos Eléctricos se divide en tres partes. En la primera (lecciones 1 a 6), los estudiantes inician con el aprendizaje de las propiedades básicas de la electricidad, construyen y experimentan con circuitos eléctricos, aprendiendo las partes y el funcionamiento de los focos incandescentes.

En la segunda parte (lecciones 7 a 10) aprenden sobre materiales conductores y aislantes, así como los símbolos utilizados en un diagrama para representar las partes de un circuito.

En la última parte de la unidad, los estudiantes exploran diferentes tipos de circuitos, aprenden acerca de los interruptores, construyen una linterna y descubren las propiedades de los diodos. La unidad culmina con la instalación eléctrica de una casa de cartón.

Los Anexos incluyen sugerencias para las evaluaciones post-unidad e información adicional.

No es necesario que usted sea un experto en electricidad para enseñar esta unidad. Las secciones de antecedentes incluidas en cada una de las lecciones, le darán gran cantidad de información que podrá aprovechar durante el desarrollo de la lección; sin embargo, no se sorprenda si se encuentra a sí mismo aprendiendo junto con sus estudiantes, al enfrentarse a preguntas cuya respuesta desconocen.

Aproveche estas oportunidades para imitar la manera de aprender de los científicos: defina la pregunta, y entonces comente: "¿Cómo podemos responderla?" Esto animará a sus estudiantes a investigar por sí mismos por medio de la experimentación y consultando diversas fuentes.

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Circuitos Eléctricos viii

Lista de Material

A continuación se muestra la lista de materiales que se requieren para un grupo de 30 estudiantes para la unidad Circuitos Eléctricos.

15 Bolsas conteniendo cada una: 1 Clip 1 Broche de latón 1 Clavo de hierro 1 Clavo de aluminio 1 Canica 1 Gis

1 Lápiz de madera (sin goma) 1 Pedazo de popote

1 Pedazo de limpia pipa 1 Pedazo de alambre de cobre 1 Pedazo de alambre de aluminio 1 Rejilla de aluminio de 3 x 3 cm 1 Rejilla plástico de 2 x 2 cm 1 Taquete de madera 1 Tornillo de latón 45 Cajas de cartón pequeñas 2 Cajas de clips del No. 1

2 Cajas con 100 broches de latón del No. 3 30 Casquillos (sockets) para focos pequeños 200 Clips de presión

2 Desarmadores 15 Diodos

60 Focos pequeños (no. 48) 2 Focos de 60 watts 60 Pilas tamaño D

1 Pinza para pelar alambre 1 Pinza de punta

1 Rollo de alambre de cobre del No. 22 1 Rollo de alambre cromo-níquel del No. 32

8 Rollos de cinta adhesiva para cubrir (masking tape) 30 Soportes para pila

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Circuitos Eléctricos ix

Material adicional

30 etiquetas autoadheribles, color blanco, 2 x 5 cm Cuaderno de ciencias

Hojas de papel para rotafolio • Lápiz adhesivo Proyector Marcadores Tijeras Lija suave Lápices

Cajas grandes de cartón

La cantidad de material que se indica puede variar dependiendo del número de niños. Revise con su distribuidor de material la lista correspondiente para esta unidad. Recuerde que existe material de uso común que usted necesita conseguir, por ejemplo lápiz adhesivo, tijeras, etc.

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Circuitos Eléctricos x

Estrategias de Enseñanza

La siguiente información sobre la estructura de la unidad, las estrategias de enseñanza, materiales y evaluación, le ayudarán a dar a sus estudiantes la orientación necesaria para llevar a cabo los experimentos de esta unidad.

Estructura de la Unidad

Las Lecciones en la Guía del Profesor están organizadas de la siguiente manera: Cada lección en la Guía del Profesor de Circuitos Eléctricos proporciona una breve introducción, los objetivos de la lección, antecedentes con información clave sobre el tema, instrucciones de preparación, procedimiento paso a paso y consejos útiles para la realización de las actividades. Muchas de las lecciones incluyen directrices recomendadas para la evaluación. Las lecciones frecuentemente señalan las oportunidades para la integración curricular.

Todas las hojas de actividad, las hojas formato, las instrucciones y las lecturas seleccionadas se deben copiar para emplearse durante la enseñanza de esta unidad. Usted puede hacer una transparencia de alguna página específica de la guía para propósitos de uso solamente en el salón de clase.

Estrategias de Enseñanza

Discusión en clase: Las discusiones en la clase guiadas con efectividad por el Profesor, son importantes

vehículos para el aprendizaje de la ciencia. La investigación demuestra que la forma en que se plantean las preguntas así como el tiempo permitido para las respuestas, pueden contribuir a la calidad de la discusión. Cuando formule las preguntas, piense acerca de lo que desea logar con la subsiguiente discusión, por ejemplo, las preguntas abiertas, para las cuales no hay solamente una respuesta, animarán a los estudiantes a dar respuestas creativas y meditadas. Es posible utilizar otros tipos de preguntas para incentivar a los estudiantes a buscar relaciones específicas, compararlas o ayudarlos a resumir y elaborar sus conclusiones. Es buena práctica combinar estas preguntas, también es una buena práctica dar siempre a los estudiantes “tiempo de espera” suficiente antes de contar con sus respuestas, esto ampliará la participación y la emisión de respuestas mejor pensadas. Usted puede monitorear las respuestas, buscando situaciones adicionales que inviten a los estudiantes a formular hipótesis, hacer generalizaciones y explicar cómo llegaron a esas conclusiones.

Lluvias de ideas: La lluvia de ideas es un ejercicio desarrollado por todo el grupo, en el que los estudiantes

contribuyen con sus pensamientos acerca de una idea o problema particular. Cuando se utiliza la lluvia de ideas para introducir un tema científico nuevo, puede ser un ejercicio estimulante y productivo, también es una forma útil y eficiente para que el profesor averigüe lo que los estudiantes saben y piensan acerca de un tema. Los estudiantes serán cada vez más expertos en su participación en la medida en que se vayan familiarizando con la dinámica y las reglas de la lluvia de ideas.

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Circuitos Eléctricos xi Antes de iniciar una sesión de lluvia de ideas, delimite para sus estudiantes los temas acerca de los cuáles ellos compartirán sus ideas. Explique las reglas de la lluvia de ideas a sus estudiantes:

Aceptar todas las ideas sin juzgarlas

No criticar o hacer comentarios innecesarios sobre las contribuciones de sus compañeros Intentar relacionar las ideas propias con las de sus compañeros

Grupos de Aprendizaje en Cooperación: Una de las mejores maneras de enseñar la ciencia a través de las

actividades vivenciales es organizar a los estudiantes en equipos pequeños. Los materiales y los procedimientos de la unidad Circuitos Eléctricos se basan en equipos de dos y cuatro estudiantes. Esta forma de organización ofrece varias ventajas, proporciona un foro pequeño en el cual los estudiantes pueden expresar sus ideas y obtener retroalimentación, también ofrece a los estudiantes la oportunidad de aprender de otros al compartir las ideas, los descubrimientos y las habilidades. Con orientación, los estudiantes pueden desarrollar habilidades interpersonales que les servirán en todos los aspectos de su vida. Mientras están trabajando en equipo, los estudiantes encontrarán productivo hablar acerca de que lo que están haciendo, resultando la conversación en un constante murmullo. Si usted está acostumbrado a una clase silenciosa, deberá modificar esta dinámica y permitir la conversación de los estudiantes. Será importante, por supuesto, establecer algunos criterios para mantener el bullicio y la actividad bajo control.

Centros de Aprendizaje: Usted puede proporcionar materiales científicos complementarios colocándolos en un

lugar permanente dentro del salón de clase y designar a este espacio como un centro de aprendizaje. Los estudiantes pueden usar este centro de manera diversa: como un puesto de observación, como un centro de proyectos “por su cuenta”, como un rincón de lectura, o como un simple lugar para pasar el tiempo libre cuando se concluyan los trabajos. Para mantener el interés en el centro de aprendizaje, cámbielo de lugar o incorpore con frecuencia nuevos materiales.

Materiales

Seguridad: Un objetivo de esta unidad es enseñar a los estudiantes las medidas de seguridad en relación a la

electricidad, también aprenderán cómo llevar a cabo, en forma segura, algunos experimentos con electricidad. A continuación encontrará algunas sugerencias específicas:

Enfatice a sus estudiantes no experimentar con aparatos eléctricos ni en la escuela ni en su casa. El alto voltaje de estos aparatos puede provocar accidentes fatales.

Las pilas usadas en esta unidad no provocan ningún daño por descarga. Aún al conectar dos docenas de estas pilas en serie, sólo se percibe un ligero hormigueo. La electricidad de la toma de corriente casera, por otra parte, puede provocar daños letales.

No debe utilizar pilas recargables, ya que se han presentado reportes de cables muy calientes cuando estas pilas hacen corto circuito.

Si un foco se llegará a romper, habrá pedazos de vidrio en el piso. En este caso, se deberán tomar las precauciones necesarias para evitar cortaduras.

Limpie inmediatamente los vidrios.

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Circuitos Eléctricos xii

Organización de los materiales: Para ayudar a asegurar la progresión ordenada del desarrollo de la unidad,

es necesario establecer un sistema de almacenamiento y distribución de materiales. Estar preparado es la clave del éxito. Aquí hay algunas sugerencias:

Lea la Lista de Materiales de la unidad e inicie la búsqueda y obtención del material que va a emplear para toda la unidad.

Existen materiales y proyectos que se deben guardar de lección en lección. Un buen sistema para almacenar y distribuir materiales, ahorrará tiempo y disgustos, para tal propósito, las cajas pequeñas de cartón son muy útiles, ya que son resistentes y de fácil manejo. Cada uno de los estudiantes puede etiquetar su caja con su nombre.

Involucre a sus estudiantes en la distribución y devolución de los materiales o en caso de contar con un asistente deje que él se haga cargo de realizar estas tareas dentro del salón de clase.

Organice un centro de distribución e instruya a sus estudiantes para que recojan o devuelvan los materiales en ésta área. Un centro de distribución como si fuera una cafetería de autoservicio resulta muy útil cuando hay muchos materiales que distribuir.

Revise cuidadosamente cada lección, ya que algunas de ellas contienen sugerencias específicas para manejar los materiales que se usarán en el día planeado para su aplicación.

Cuando utilice las pinzas de corte, deberá quitar dos centímetros del recubrimiento del cable en cada extremo para que lo pueda utilizar para instalar un circuito.

Es común que durante el trabajo en las lecciones las provisiones extra de material de la caja del profesor se tengan que distribuir. Los estudiantes necesitarán pilas o focos de reemplazo y cable extra, como lo señala la unidad. El Profesor deberá mantener un contacto constante con las actividades que realicen sus estudiantes para controlar la caja de suministros. En ocasiones, la distribución de material extra puede distraer al Profesor de la orientación e interacción que debe establecer con sus estudiantes, por lo que el apoyo de otro adulto o del asistente puede ser muy útil para sustituirlo en la distribución de material extra. Otra alternativa sería el contar con el apoyo de sus estudiantes, que de manera rotativa asuman esta responsabilidad, como suelen asumir las tareas domésticas.

Simplifique la limpieza colocando en sitios accesibles dentro del salón de clases dos cajas o botes para basura y suficientes toallas de papel. Los estudiantes pueden limpiar sus mesas de trabajo al final de cada lección y desechar materiales dentro de los botes.

Consulte los consejos de manejo que se proporcionan a lo largo de la unidad.

Evaluación

Filosofía: La evaluación en el programa es un proceso continuo y parte integral de la enseñanza. Los

estudiantes son evaluados de la misma manera en que se les enseña, debido a que la evaluación surge de manera natural de las actividades en las lecciones, por ejemplo, los estudiantes pueden realizar experimentos, registrar sus observaciones o hacer presentaciones que se pueden considerar como productos o evaluaciones que permiten examinar los procesos, resaltando lo que saben o pueden hacer. Los objetivos de aprendizaje de las unidades incluyen muchos conceptos científicos, habilidades y actitudes diferentes. Para ayudarle a evaluar y documentar el progreso de sus estudiantes en el logro de esos objetivos, la unidad le proporciona varias estrategias. Estas estrategias le ayudarán a elaborar los reportes para los familiares de los niños y para valorar su propia enseñanza. Asimismo, las evaluaciones le permitirán a sus estudiantes ver su propio progreso, reflexionar sobre su aprendizaje y formular preguntas que den origen a investigaciones posteriores.

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Circuitos Eléctricos xiii La Tabla E-1 resume los objetivos y las estrategias de evaluación para esta unidad. La columna de la izquierda lista los objetivos individuales de Circuitos Eléctricos y las lecciones en las que se tratan. La columna de la derecha identifica las lecciones que contienen secciones de evaluación que usted puede consultar para estrategias de evaluación específicas.

Estrategias de Evaluación: Las estrategias de evaluación se dividen en tres categorías: pre y post

evaluaciones, evaluaciones parciales y evaluaciones finales. La primera lección de cada unidad es una evaluación Pre-Unidad, diseñada para proporcionarle información de lo que los estudiantes ya saben acerca del tema de la unidad y de lo que desean saber, tanto el grupo en general como los estudiantes individualmente, a menudo incluye una sesión de lluvia o intercambio de ideas, durante la cual los niños comparten sus pensamientos sobre el tema, explorando una o dos preguntas básicas. En la evaluación Post-Unidad que sigue a la última lección, el grupo repasa las preguntas de la evaluación Pre-Post-Unidad, lo que le da a usted dos juegos de datos comparables que le indican el progreso de los estudiantes en sus conocimientos y habilidades. En cada unidad, las evaluaciones están incluidas dentro de las lecciones, estas evaluaciones intermedias o parciales son actividades que tienen lugar en forma natural dentro del contexto, tanto de la lección individual como de la Unidad entera; a menudo no se distinguen de las actividades de instrucción. Las evaluaciones intermedias contribuyen a tener un perfil detallado y progresivo del adelanto de los estudiantes al proporcionar actividades y directrices estructuradas para evaluar el progreso y el pensamiento de los mismos. En las unidades la última lección es una evaluación que desafía a los estudiantes a sintetizar y aplicar conceptos o habilidades de la unidad.

Las evaluaciones finales se pueden utilizar para determinar la comprensión del estudiante después de que se ha completado la unidad. En estas evaluaciones, los estudiantes pueden trabajar con materiales para resolver problemas, llevar a cabo experimentos o interpretar y organizar datos. Del tercer al sexto grado, los estudiantes pueden también completar autoevaluaciones o pruebas escritas. Cuando usted seleccione las evaluaciones finales, tenga en cuenta usar más de una evaluación para dar oportunidades adicionales a los estudiantes con diferentes estilos de aprendizaje, de expresar sus conocimientos y habilidades.

Documentación del desempeño de los estudiantes. En las unidades la evaluación se basa en las

observaciones que usted haya registrado, en los productos del trabajo de los estudiantes y en la comunicación oral. Todos estos métodos de documentación se combinan para dar a usted un panorama completo del avance de cada alumno.

Las observaciones y notas anecdóticas del Profesor a menudo proporcionan información muy útil sobre el progreso de los estudiantes, especialmente en los primeros grados, cuando algunos estudiantes no escriben todavía sus ideas con fluidez. Es importante documentar las observaciones que se usan para evaluación, los Profesores frecuentemente guardan tarjetas de notas, diarios, tablas de registro o listas. Muchas lecciones incluyen lineamientos para ayudarle a enfocar sus observaciones. La hoja formato del Anexo B, proporciona una forma de registro que usted puede usar o adaptar para registrar sus observaciones.

Los Productos del trabajo, que incluyen tanto lo que escriben los estudiantes como lo que hacen, indican el avance de los estudiantes hacia los objetivos de la unidad. Los niños producen gran variedad de material escrito durante cada unidad. Las hojas de actividad, que incluyen observaciones escritas, dibujos, gráficas, tablas y cartas, son una parte importante de todas las unidades y proporcionan evidencia de la habilidad de cada estudiante para recabar, registrar y procesar información. Los cuadernos o diarios de ciencia de los estudiantes son otro tipo de producto del trabajo.

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Circuitos Eléctricos xiv

En primero y segundo grados, se sugieren escritos en los cuadernos o diarios, como actividades de extensión en muchas lecciones. Los escritos en los cuadernos, revelan los pensamientos de los estudiantes, sus ideas y preguntas sobre el tema y ofrecen una fuente rica de información para la evaluación. Los productos del trabajo escrito de los estudiantes se deben guardar juntos en fólderes, para documentar el aprendizaje en el curso de la unidad. Cuando los estudiantes repasan su trabajo de las lecciones previas, pueden reflexionar en su aprendizaje. En algunos casos los estudiantes no escriben o dibujan lo suficientemente bien para que sus productos de trabajo sean usados con propósitos de evaluación, pero sus experiencias contribuyen para el desarrollo en su capacidad de leer y escribir acerca de cuestiones científicas.

Comunicación oral. Lo que los estudiantes dicen formal e informalmente en grupo y en sesiones individuales con usted, es una forma particularmente útil para saber lo que los estudiantes han aprendido. Esta Unidad proporciona a sus estudiantes muchas oportunidades de compartir y discutir sus propias ideas, observaciones y opiniones. Algunos niños pueden estar experimentando dichas actividades por primera vez, motívelos a participar en discusiones y haga énfasis en que no hay respuestas correctas o incorrectas. El crear un ambiente en donde los estudiantes sientan seguridad al expresar sus propias ideas, puede estimular discusiones ricas y diversas.

Las exposiciones individuales y en equipo pueden dar a usted idea sobre el significado que sus estudiantes han asignado a los procedimientos y conceptos y sobre la confianza en su aprendizaje. De hecho, la descripción verbal por parte de un estudiante de una tabla de datos, de un experimento o de una gráfica, con frecuencia es más útil para la evaluación, que el producto o los resultados. Las preguntas que hacen otros estudiantes durante las exposiciones, proporcionan otra oportunidad para que usted recabe información. Los registros de discusiones y exposiciones deben ser parte de su documentación del aprendizaje de los estudiantes.

Glosario

El glosario de términos para esta unidad se proporciona como un recurso adicional para los estudiantes y el profesor. Las definiciones no son exclusivas de esta unidad sino para la aplicación del currículum de Ciencia y Tecnología para Niños. Las definiciones se incluyen para facilitar la discusión y contribuyen a enriquecer las actividades de otras unidades. Bajo ninguna circunstancia los estudiantes deberán memorizar los términos o definiciones que se presentan en el glosario.

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Circuitos Eléctricos xv

Tabla E-1

Circuitos Eléctricos: Objetivos y Estrategias de Evaluación

Conceptos

Objetivos Estrategias de Evaluación

Se requiere un circuito eléctrico completo para encender un foco

Lecciones 1-5, 7-14 y 16

Lecciones 1, 9, 13 y 16

Evaluaciones Pre- y Post-Unidad Discusiones en clase

Investigaciones de los estudiantes Hojas de actividad

Cuadernos de Ciencia Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Un circuito completo se puede construir en más de una

forma usando los mismos materiales Lecciones 1-5, 11-13 y 16

Lecciones 1-2, 13 y 16

Evaluaciones Pre- y Post-Unidad Discusiones del grupo

Investigaciones de los estudiantes Cuadernos de Ciencia

Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Diferentes tipos de circuitos eléctricos presentan

diferentes características Lecciones 11 y 13-16

Lecciones 11 y 13-16

Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Un interruptor se puede utilizar para completar o cortar un

circuito

Lecciones 1, 12-14 y 16

Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Los materiales que conducen la electricidad se llaman

conductores

Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa

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Circuitos Eléctricos xvi

Conceptos (continuación)

Los materiales que no conducen la electricidad se llaman aislantes

Investigaciones de los estudiantes Hojas de actividad

Cuadernos de Ciencia Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa La electricidad puede producir luz y calor

Lecciones 2-11, 13-14 y 16

Lecciones 1-2, 8, 13 y 16

Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Un diodo conduce la electricidad en una sola dirección

Lección 14

Lección 14 y Evaluación 2

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Circuitos Eléctricos xvii

Habilidades

Instalar circuitos eléctricos simples Lecciones 2 y 5-16

Lecciones 2 y 5-16

Investigaciones de los estudiantes Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Predecir, observar, describir y registrar resultados de

experimentos con la electricidad Lecciones 2-9 y 11-16

Lecciones 2-9, 11-16 y Evaluación 4 Evaluaciones Pre- y Post-Unidad Discusiones del grupo

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Elaborar conclusiones acerca de los circuitos como

resultado de los experimentos Lecciones 2-3, 5-7, 9 y 11-14

Lecciones 2-3, 5-7, 9 y 11-14

Observaciones del profesor Construir y usar un probador simple de circuitos

Lecciones 6-9 y 14

Lecciones 6-9, 14 y Evaluación 4

Observaciones del profesor Usar símbolos para representar las diferentes partes

de un circuito eléctrico Lecciones 10-16

Lecciones 10, 12 y 15

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Construir un interruptor simple

Lecciones 12-13 y 15-16

Lecciones 12, 13 y 16

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa

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Circuitos Eléctricos xviii

Habilidades (continuación)

Aplicar estrategias de identificación y resolución de problemas para completar un circuito eléctrico incompleto

Lecciones 2 y 5-16

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Aplicar información acerca de los circuitos eléctricos

para diseñar y construir una linterna

Lecciones 9-13

Lecciones 9, 13 y 15-16

Observaciones del profesor Aplicar información acerca de los circuitos eléctricos

para diseñar e instalar el cableado de una casa Lecciones 15-16

Lecciones 15-16

Observaciones del profesor Leer para aprender más acerca de la electricidad

Lecciones 4, 8 y 14

Evaluaciones 2 y 3

Observaciones del profesor

Observaciones de lecturas libres de materiales Comunicar resultados e ideas a través de la escritura,

el dibujo y la discusión Lecciones 1-16

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa

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Circuitos Eléctricos xix

Actitudes

Reconocer la necesidad de reglas de seguridad cuando trabajen con la electricidad

Lecciones 1-16

Investigaciones de los estudiantes Cuaderno de Ciencia

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Desarrollar el interés en la electricidad

Lecciones 1-16

Observaciones del profesor Construcción de una linterna Instalar el cableado de una casa Desarrollar confianza para ser capaz de analizar y

resolver un problema Lecciones 1-16

Lecciones 1-16

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Circuitos Eléctricos xx

Contenido

Lección Página Prólogo iii Objetivos vi Introducción vii

Lista de Material viii

Estrategias de Enseñanza x

1 Pensando en la Electricidad y sus Propiedades 1

2 Lo que puede hacer la Electricidad 5

3 Un vistazo más Cercano a los Circuitos 15

4 ¿Qué hay Dentro de un Foco? 21

5 Construyendo un Circuito 27

6 Localizando Fallas en Circuitos 35

7 Conductores y Aislantes 43

8 Haciendo un Filamento 49

9 Circuitos Ocultos 53

10 Descifrando un Lenguaje Secreto 61

11 Explorando Circuitos en Serie y en Paralelo 67

12 ¿Cómo Funciona un Interruptor? 73

13 Construyendo una Linterna 79

14 Trabajando con un Diodo 83

15 Planeando la Instalación Eléctrica de una Casa de Cartón 87 16 Realizando la Instalación eléctrica de la Casa de Cartón 91

Anexo A Evaluaciones Post-Unidad 95

Anexo B Hojas de Registro del Desempeño de los Estudiantes 103 Anexo C Antecedentes para la Lección 11: Circuitos en Serie y en

Paralelo 107

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Lección 1 Pensando en la Electricidad y sus Propiedades

Circuitos Eléctricos 1

Lección 1

Pensando en la Electricidad y sus Propiedades

Introducción En esta lección los estudiantes reflexionan acerca de lo que saben de la electricidad y lo que les gustaría aprender de este tema. A medida que se desarrolla la discusión, probablemente se sorprenderán de lo mucho que ya saben acerca de los usos de la electricidad. Al final de la lección tendrán una mejor idea de aquello que les gustaría saber acerca de la electricidad.

Objetivos Los estudiantes:

Practicarán la técnica de lluvia de ideas.

Discutirán lo que saben de la electricidad y lo que les gustaría aprender. Conocerán importantes reglas de seguridad para el uso de la electricidad.

Antecedentes Hace apenas 200 años la electricidad aún no se descubría, la vida era muy diferente en ese entonces, la gente iluminaba sus casas con velas o con aceite de ballena. Los mensajes en aquella época eran de viva voz o por cartas que se transportaban a pie, por medio de caballos o por barco.

En 1752, Benjamín Franklin abrió el camino para el entendimiento de la electricidad con sus famosos experimentos, reveló que los rayos eran electricidad. A principios del siglo XIX (1800), Michael Faraday incrementó estos conocimientos con su descubrimiento de la relación entre el magnetismo y la electricidad. A mediados del siglo XIX, Joseph Henry reveló la naturaleza de la inducción electromagnética, esto condujo a una serie de inventos, desde el foco de Tomás Alva Edison hasta el telégrafo de Samuel Morse. Actualmente, se continúan agregando inventos a la lista de los que funcionan gracias a la electricidad.

En esta lección se desarrolla una sesión de lluvia de ideas, que es una técnica muy estimulante y productiva cuando se introduce un tema científico nuevo. A medida que los estudiantes se vayan familiarizando con está técnica durante las sesiones, su participación será más dinámica y enriquecedora.

Materiales Para cada estudiante 1 lápiz

1 cuaderno de notas

Para el grupo

Para registrar las contribuciones de los estudiantes, utilice alguno de los siguientes apoyos:

Pizarrón y gises

Hojas de papel para rotafolio y marcadores Hojas de acetato para proyector y marcadores

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Procedimiento 1. Diga a sus estudiantes que durante esta lección tendrán la oportunidad de hablar de lo que saben acerca de la electricidad y de aquello que les gustaría aprender. Indique que van a iniciar la unidad con un ejercicio de lluvia de ideas y hágales saber que todas las contribuciones serán bienvenidas y que nadie criticará las ideas de los demás. Vea las Estrategias de Enseñanza y

Consejos para Impartir las Lecciones en la introducción si desea más

información de la técnica de lluvia de ideas. He aquí un posible escenario: Pregunte a sus estudiantes: "¿Qué saben acerca de la electricidad?"

Escriba sus respuestas en el pizarrón o en una hoja de papel para rotafolio. Cuando una respuesta se repita, ponga una marca al lado de la misma, para indicar que alguien más ha tenido la misma idea. Lleve un registro de las respuestas para usarlas como parte de la evaluación de la unidad.

Después de 10 minutos de iniciar la lluvia de ideas, mientras los estudiantes aún están interesados, cierre la sesión mencionando que ahora les va a hacer otra pregunta.

Realice esta pregunta: "Ahora que hemos hablado acerca de lo que saben de la electricidad, vamos a pensar en lo siguiente: ¿Qué preguntas tienen acerca de la electricidad?, ¿Qué les gustaría saber?". Registre las respuestas de los estudiantes en una hoja de papel para rotafolio.

Nota

Conforme vaya avanzando en las próximas 15 lecciones, es recomendable que agregue información a la lista de lo que sus estudiantes saben acerca de la electricidad.

2. Una vez que haya concluido la discusión sobre la electricidad, diga a sus estudiantes que hay otra cosa de la cual quiere hablarles, trabajar en equipo. Mencione que de vez en cuando platicarán de cómo se puede trabajar mejor en equipo, enfatice que es un reto el aprender a trabajar en cooperación con otras personas y que en ocasiones trabajarán solos, otras veces en parejas, en equipos de cuatro, y algunas veces con todo el grupo.

3. Antes de avanzar más en la unidad, discuta con el grupo las dificultades que pueden encontrar al ir aprendiendo nuevas habilidades, mencióneles que usted quiere que disfruten el aprender cosas nuevas, sin embargo deben tener en cuenta que cuando uno aprende algo nuevo es probable que al principio no quedemos satisfechos. Recuerde a los estudiantes que siempre que tengan un problema le pueden pedir ayuda, también indíqueles que cuando ayuden a un compañero, piensen respecto al tipo de ayuda que sea más útil; dar la respuesta no siempre es lo que más ayuda, muchas veces es mejor dar ánimos y sugerencias. La mayoría de las personas aprenden mejor y disfrutan más descubriendo las cosas por sí mismas.

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4. Mencione las medidas de seguridad que se incluyen a continuación:

No experimentar con la electricidad en los enchufes de la pared, ni en la escuela ni en la casa, esto puede provocar que se electrocuten y no se deben utilizar nunca para hacer experimentos.

Recuerde que los aparatos eléctricos caseros: grabaoras, equipos de sonido, televisores, horno de microondas, licuadoras, planchas, etc., pueden producir descargas eléctricas ("toques") y otro tipo de daños, por lo que tampoco se debe experimentar con ellos.

Evitar entrar en contacto con líneas de electricidad en la calle o en subestaciones eléctricas, ya que pueden provocar daños graves.

Nota

Las pilas que se utilizan en esta unidad no provocan ningún daño aún cuando se conectaran dos docenas de ellas en serie, su voltaje combinado alcanzaría aproximadamente 36 volts, con este voltaje una persona sólo siente un ligero hormigueo.

5. Indique a sus estudiantes que a lo largo de la unidad deberán anotar en sus cuadernos todas sus preguntas y observaciones.

Actividades

Finales Finalice la lección revisando las preguntas de los estudiantes, mencione que descubrirán las respuestas por sí mismos a medida que vayan realizando los experimentos de la unidad.

Extensiones 1. Pida a los estudiantes que hagan una lista o dibujos mostrando todas las maneras en que utilizan la electricidad en su casa. Comparta las respuestas con todo el grupo por medio de un periódico mural o de exposiciones orales.

2. Pida a los estudiantes que traten de imaginar cómo sería la vida sin electricidad, ¿Qué harían para iluminar sus casas, lavar y planchar la ropa?, ¿De qué otra manera sería diferente la vida?

Evaluación La sesión de lluvia de ideas le proporcionará alguna información acerca de las ideas que tienen los estudiantes sobre la electricidad, esto le dará una base para evaluar el progreso de los niños a medida que trabajen en la unidad.

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Lección 2

Lo Que Puede Hacer la Electricidad

Introducción Los focos son una parte tan común de la vida diaria, que la mayoría de la gente no puede imaginar la vida sin ellos; sin embargo, se tiende a pensar en los focos como algo muy conocido, y no nos preguntamos acerca de la manera en que trabajan. Los focos son un ingenioso aparato eléctrico. En esta lección los estudiantes aprenderán la forma de encender un foco pequeño usando una pila y un pedazo de alambre, se emocionarán al ver que pueden encender el foco y se interesarán por encontrar diferentes maneras de conseguirlo.

Descubrirán cómo encender un foco pequeño utilizando una pila y un pedazo de alambre.

Anotarán sus observaciones en sus cuadernos de notas.

Antecedentes La electricidad circula por un camino llamado circuito, para crear un circuito se necesita una batería, un alambre, y cualquier otra cosa que se quiera incluir en el circuito, por ejemplo un foco. La electricidad se debe mover de un extremo a otro de la batería para crear un circuito completo.

Al igual que muchas cosas en la naturaleza, la electricidad es invisible, pero nosotros podemos ver y medir sus efectos. ¿Qué hace que la electricidad circule a través del circuito? La batería, o fuente de energía, da a la electricidad su "empuje" a través del circuito, este empuje o voltaje es como presión eléctrica, de manera similar a la presión del agua. La presión eléctrica se mide en voltios.

El transporte de electricidad a través de un circuito es análogo al fluido del agua a través de una tubería. El flujo de corriente eléctrica se mide en amperes.

Las baterías tienen diferentes tamaños y formas. Las baterías de alto voltaje se componen de varias celdas, pero las baterías más simples tienen sólo una celda y se conocen como pilas. Las pilas más comunes son las de tamaño AAA, AA, C y D, todas se pueden encontrar en cualquier tienda, aunque todas estas pilas difieren en tamaño y en la cantidad de corriente que generan, todas ellas producen aproximadamente 1.5 voltios.

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En esta unidad, los estudiantes trabajarán con una pila tamaño D. La pila D, como todas las baterías, tiene dos extremos, uno marcado + (positivo) y uno marcado - (negativo). El extremo positivo tiene un botón pequeño; el extremo negativo es plano (vea la Figura 2-1), por otra parte, los materiales se pueden dividir en dos grupos:

Conductores, que son aquellos que pueden transportar la corriente eléctrica y los Aislantes, los cuales impiden que circule la electricidad. Ejemplos de conductores de

electricidad son el aluminio, cobre y acero; los materiales aislantes incluyen hule, madera y la mayoría de los plásticos.

Figura 2-1 Pilas tamaño D, alambre de cobre y cable de instalación casera

En esta lección los estudiantes trabajarán con alambres de cobre del número 22, los cuales se emplean para armar circuitos eléctricos sencillos. El alambre conductor permite el transporte de electricidad de un extremo a otro de la pila. En otros casos, como en las instalaciones caseras, cada cable está formado realmente por dos alambres, constituidos a su vez por innumerables hilos. Los dos alambres son necesarios para cerrar el circuito, comenzando en la planta de energía (que tiene la función de la batería), viajando a través de uno de los alambres hacia cada una de las casas y regresando a la planta de energía a través del otro alambre, para prevenir descargas los alambres se encuentran cubiertos con una capa de plástico que actúa como aislante.

Los focos que se utilizan en esta unidad son muy similares a los focos comunes de las instalaciones domésticas, excepto en que son mucho más pequeños. En la Figura 2-2 se muestra un foco típico, especificando cada una de sus partes. El filamento es la parte del foco que se calienta y produce luz.

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Figura 2-2

Esquema de un foco

Todos estos componentes, la pila, el alambre y el foco, se pueden utilizar para hacer un circuito. El circuito queda establecido cuando hay un camino continuo para que la electricidad viaje de un extremo de la pila y regrese al otro extremo, tal como se muestra en la Figura 2-3.

Figura 2-3

Encendiendo un foco

Existen por lo menos cuatro formas diferentes de encender un foco utilizando un alambre y una pila, estas cuatro opciones se muestran en la Figura 2-4.

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Circuitos Eléctricos 8 Figura 2-4 Cuatro formas de encender un foco

En algunos casos, los estudiantes conectarán sin darse cuenta el alambre directamente de un extremo de la pila al otro sin pasar por el foco, cuando esto ocurre se crea un corto circuito, como se ilustra en la Figura 2-5. Un corto circuito ocurre cuando se suministra un camino conductor desde un extremo de la pila al otro sin pasar por el foco.

Figura 2-5

Un corto circuito

Un corto circuito en una casa o en un automóvil puede producir chispazos dramáticos y suficiente calor para fundir metales e iniciar un incendio. Los cortos circuitos con las pilas tamaño D no son peligrosos, pero pueden agotar rápidamente la energía de la pila, en caso de dejarlos conectados por varios minutos el alambre y la pila se calentarán.

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Circuitos Eléctricos 9 Conforme los estudiantes trabajan, inevitablemente producirán cortos circuitos. Los

cortos circuitos no siempre son fáciles de reconocer, porque con frecuencia ocurren en medio de un enredo de dedos y alambres, dos ejemplos típicos de la forma en que los cortos circuitos ocurren se muestran en la Figura 2-6. Se puede sospechar que ocurre un corto circuito cuando un estudiante no comprende ni se imagina por qué el foco no enciende.

Figura 2-6

Dos ejemplos típicos de un corto circuito

Si ocurre un corto circuito pero se desconecta el material de inmediato, la pila se puede seguir utilizando después en caso de que siga encendiendo un foco, sin embargo si ya no enciende un foco la pila se debe dejar de utilizar. Revise el material y si la pila aún tiene carga guárdela para utilizarla en la Lección 6.

Es necesario aclarar que en los cortos circuitos que se producen con este material no hay riesgo y que no es posible que ocurra algún daño para los estudiantes. No haga que sus estudiantes piensen que dichos cortos circuitos son "errores". Estos antecedentes se le dan a conocer para que usted pueda sortear los pequeños obstáculos a los que se puede enfrentar.

Materiales Para cada estudiante

1 caja de cartón para guardar sus materiales 1 pila tamaño D

1 foco pequeño del no. 48

1 pedazo de alambre de cobre no. 22, 15 cm de longitud 1 etiqueta

1 cuaderno de notas

Para el grupo

30 pilas tamaño D de reserva 30 focos pequeños de reserva

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Preparación 1. Antes de la clase, prepare los alambres (vea las instrucciones en el punto 2), las pilas y los focos, y arme las cajas de cartón en donde los estudiantes guardarán sus materiales. Los alambres necesitan prepararse antes de iniciar la lección.

2. Instrucciones para preparar los pedazos de alambre:

Corte un pedazo de alambre de 15 cm de longitud, para hacer esto utilice unas pinzas de corte o cualquier herramienta similar (vea las instrucciones que se encuentran al final de esta lección).

A continuación utilice las mismas pinzas de corte para quitar aproximadamente 1 cm del plástico aislante de cada extremo del alambre, esto es necesario para que los estudiantes puedan utilizar el alambre para conectar sus circuitos.

3. Organice todo para que los estudiantes formen su propio juego de materiales:

Elija un lugar en el salón de clases que sea de fácil acceso para los estudiantes y en donde usted pueda colocar los materiales, para que los estudiantes puedan recogerlos al estilo autoservicio.

Cada estudiante deberá recoger una caja de cartón, un pedazo de alambre de 15 cm de longitud con los dos extremos pelados, una pila tamaño D y un foco pequeño.

4. Cuando tenga listo todo el material y antes de aplicar la lección con los estudiantes, practique y arme un circuito para encender el foco, también revise la Hoja de Actividad 1 que se encuentra al final de la Lección 3, la Hoja de Actividad 1 no se utilizará en la lección 2 pero le ayudará a entender las diferentes formas de encender el foco.

Procedimiento 1. Indique a los estudiantes que deben utilizar sus cuadernos, recuérdeles que en sus cuadernos deben llevar un registro de sus descubrimientos y preguntas durante el desarrollo de la unidad. Los registros contendrán notas y dibujos.

Ahora pida a sus estudiantes abrir sus cuadernos en la primera página y que escriban la fecha, después solicite que dibujen un foco. Dígales que guarden este dibujo, lo volverán a ver más adelante en la unidad.

2. Los estudiantes deberán pasar al centro de distribución a recoger sus materiales: una caja, un alambre, una pila y un foco. Entregue también una etiqueta a cada estudiante.

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3. Solicite a los estudiantes que cada uno escriba su nombre en su etiqueta y que la pegue en su caja de cartón. Explique que estas cajas las utilizarán para guardar sus materiales durante el desarrollo de las lecciones.

4. Pida a los estudiantes que con el alambre, el foco y la pila tamaño D hagan que el foco encienda. Tan pronto como los estudiantes empiecen a trabajar, algunos dirán:

"¡No puedo hacer esto!" "¿Me podría ayudar?" "¡Esto es muy complicado!"

En este momento anímelos y asegúreles que sí se puede hacer, si necesitan ayuda, pregúnteles: ¿Cómo podrías conectar el alambre, la pila y el foco para hacer que el foco encienda?, ¿De cuántas maneras diferentes podrías hacerlo?

El primer estudiante que consigue encender el foco, generalmente se emociona y exclama algo, esa emoción inicial anima a los otros estudiantes a intentar resolver rápidamente el problema.

5. Solicite a los estudiantes que dibujen en su cuaderno las diferentes maneras en que el foco enciende, y las maneras en que no enciende.

6. Tome en cuenta que algunos estudiantes harán corto circuito conectando el alambre de un extremo de la pila al otro sin hacer que la electricidad pase a través del foco. Recuerde que en las Figuras 2-5 y 2-6 se muestran ejemplos de un corto circuito. Cuando la pila o el alambre se calienten, lo más probable es que exista un corto circuito que se debe localizar.

7. El entusiasmo resultante de haber logrado su objetivo lleva a los estudiantes a desear ver su foco encendido continuamente, es muy probable que busquen lugares obscuros en el salón o cerca de sus mesas para alumbrarlos con su foco. Déles a los niños tiempo suficiente para hacer estas pruebas.

8. Aproximadamente 10 minutos antes de finalizar, pida a los estudiantes que limpien y guarden sus materiales, esto dejará tiempo para una discusión final. Pida a los estudiantes que guarden los materiales en sus cajas y se aseguren de que únicamente guardan su pila, su alambre y su foco.

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Actividades

Finales Pida al grupo que examinen sus dibujos, las maneras en que enciende y no enciende el foco, anímelos a que expliquen algo de lo que han aprendido acerca de la electricidad.

Extensiones Resulta de mucha utilidad en este punto de la unidad poner una mesa con una caja que contenga los materiales empleados en esta lección, esto dará a los estudiantes la oportunidad de experimentar con los circuitos en su tiempo libre. Muchos estudiantes se beneficiarán con este tiempo extra para trabajar con los materiales.

Evaluación 1. Los dibujos de los focos serán un útil contraste con los dibujos que los estudiantes realizarán más adelante en la unidad, estos dibujos proveerán un tipo de pre- y post-evaluación que se puede utilizar para registrar el progreso de los estudiantes a lo largo de la unidad.

2. En forma similar, los dibujos que los estudiantes hagan de las diferentes formas en que el foco enciende muestran su habilidad para observar los detalles de un dispositivo y sus conocimientos acerca de la electricidad, también pueden proporcionar la base para comparar con dibujos posteriores.

3. Las observaciones que usted haga del proceso de solución del problema por parte de cada estudiante, le proporcionarán información útil. Algunos estudiantes probarán sistemáticamente todas las posibilidades, mientras que otros aprenderán de sus compañeros; en cambio otros se darán por vencidos, estos estudiantes necesitarán de una motivación especial.

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Instrucciones para preparar los pedazos de alambre de cobre

El alambre de cobre con el que se trabaja en las lecciones está cubierto con un aislante de plástico, se debe quitar esta cubierta de los extremos de los alambres para que sus alumnos puedan trabajar, para ello, se pueden emplear las pinzas que se muestran en el dibujo de la derecha.

La figura 2-7 ilustra la forma de utilizar las pinzas para pelar y cortar alambre.

Figura 2-7

Empleo de las pinzas para pelar y cortar alambre

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Lección 3 Un Vistazo más Cercano a los Circuitos

Lección 3

Un Vistazo más Cercano a los Circuitos

Introducción En la Lección 2 los estudiantes aprendieron que para encender un foco se debe armar un circuito completo. En esta lección los estudiantes reforzarán ese conocimiento, descubriendo que hay diferentes maneras de crear un circuito completo, este concepto se enfatizará en futuras lecciones.

Revisarán diferentes maneras de conectar una pila, un alambre y un foco, para que el foco encienda.

Explorarán otras alternativas para construir circuitos.

Materiales Para cada estudiante:

1 caja de almacenamiento conteniendo: 1 pila tamaño D 1 foco pequeño 1 alambre de 15 cm. de largo 1 Hoja de Actividad 3-1 1 cuaderno de notas Para el grupo:

10 copias del dibujo de un foco y una pila que se encuentran en la Figura 3-1 1 hoja de papel para rotafolio

1 marcador

Pegamento (lápiz adhesivo)

Preparación Saque 10 copias de la hoja donde aparecen un foco y la pila tamaño D (Figura 3-1). Recórtelos y péguelos en una hoja de papel para rotafolio, colocándolos de manera que representen varias formas en que pueda encenderse el foco usando un alambre. Durante el desarrollo de la lección los estudiantes usarán un marcador para dibujar alambres que ilustren las diferentes maneras de hacer que el foco encienda.

Si prefiere trabajar con un proyector, en este caso utilice la Figura 3-1 para hacer una transparencia. Recorte la pila y el foco aparte para que así pueda moverlos independientemente, de esta manera los estudiantes pueden colocar un pedazo de alambre real encima del proyector para mostrar las diferentes maneras de hacer que el foco encienda.

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Figura 3-1

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Procedimiento 1. Tenga a la mano la Hoja de Actividad 3-1. Revise las instrucciones y asegúrese de que los estudiantes han comprendido lo que van a hacer: predecir si el foco encenderá o no, escribiendo "apagado" o "encendido" debajo de cada dibujo. Asegure a los estudiantes que no serán calificados por sus predicciones, solamente utilizarán estas predicciones como una forma de aprender, mencione a los estudiantes que esta es la forma en la que los científicos trabajan.

2. Dé tiempo a sus estudiantes para trabajar con sus hojas. Cuando todos hayan terminado, pida a los estudiantes que tomen sus cajas con materiales. Haga que pongan a prueba sus predicciones conectando el alambre y la pila en la misma forma en que se muestra en la hoja de predicciones. ¿Enciende el foco?

3. Si los estudiantes dominan los circuitos mostrados en la Hoja de actividad 3-1,

pídales que hagan sugerencias adicionales dibujando en su cuaderno de ciencia algunos circuitos nuevos, deben realizar los dibujos suficientemente grandes como para que se puedan notar los detalles del alambre, la pila y especialmente, el foco.

4. Una vez que hayan concluido sus experimentos, pida a los estudiantes que

guarden los materiales en sus cajas de almacenamiento, asegurándose de que tienen solamente un artículo de cada uno de los materiales, y que limpien su lugar de trabajo.

5. Pida a los estudiantes que utilicen un marcador para dibujar en la hoja de rotafolio

los alambres en la forma en que lograron encender sus focos.

Actividades

Finales Utilizando ya sea los dibujos o la transparencia, ponga énfasis en los lugares específicos del foco en los que el alambre debe tocar para que encienda el foco, para esto podría preguntar: ¿Alguien puede mostrarnos exactamente dónde debe tocar el alambre el foco para que encienda?, después pregunte: ¿Alguno de sus dibujos muestra alguna manera diferente en la que el alambre toque el foco para que encienda?

Extensiones Sugiera a los estudiantes que hagan una lista de las cosas que les gustaría aprender acerca de la electricidad, también que lleven un registro de las cosas nuevas que están aprendiendo, así como de las nuevas palabras que están usando.

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Evaluación Al finalizar esta lección, usted contará con los siguientes elementos para evaluar lo que sus estudiantes han aprendido acerca de la electricidad:

1. La lista de la lluvia de ideas, con información de lo que los estudiantes saben de

la electricidad y su lista de preguntas de lo que quieren aprender sobre el tema.

2. Los cuadernos de notas de los estudiantes, conteniendo la lista de lo que ellos

saben acerca de la electricidad, el dibujo de un foco y los diagramas de varias formas en que un foco enciende o no.

3. El trabajo hecho en la Hoja de Actividad 3-1.

4. Además, sus propias observaciones de los intentos de los estudiantes por

encender el foco, le darán información sobre su comprensión de los circuitos eléctricos, su habilidad para enfrentar nuevos problemas, y sus estilos de aprendizaje.

Los puntos 2, 3 y 4 le proporcionarán información individual acerca del desempeño de los estudiantes. El punto 1 le brindará información respecto al grupo en general.

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Hoja de Actividad 3-1

Respuestas para el Profesor

¿Encenderá o no el foco? Realiza tu predicción escribiendo "encendido" o "apagado" debajo de

cada dibujo.

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Lección 3 Un Vistazo más Cercano a los Circuitos Circuitos Eléctricos 20

Hoja de Actividad 3-1

Nombre: ________________________________________ Fecha: ________________________________________

¿Encenderá o no el foco? Realiza tu predicción escribiendo "encendido" o "apagado" debajo de

cada dibujo.

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Lección 4 ¿Qué hay Dentro de un Foco?

Lección 4

¿Qué hay Dentro de un Foco?

Introducción Los focos solamente producen luz cuando son parte de un circuito completo. En esta lección, los estudiantes tendrán la oportunidad de construir un circuito para encender un foco casero típico. Bajo la dirección del profesor, el grupo armará el circuito usando un foco y veinte pilas como fuente de poder. El grupo iniciará utilizando cinco pilas, las cuales irán aumentando hasta llegar a veinte, de esta manera se demostrará que al ir agregando pilas al circuito, el foco brilla cada vez más. Al utilizar un foco grande, los estudiantes descubren cómo trabaja una instalación sencilla y podrán ver claramente las partes del foco.

Objetivos Los estudiantes:

Reafirmarán sus conocimientos acerca de los circuitos, construyendo uno para encender un foco casero.

Identificarán las partes de un foco y trazarán el camino de la electricidad a través de él.

Antecedentes La Figura 4-1 muestra las partes de un foco casero típico de 120 voltios, el cual es fundamentalmente igual al foco pequeño de la lección anterior. La única diferencia importante es que el filamento (la parte que enciende) del foco casero es más grande y es capaz de producir una luz más brillante. El foco grande requiere 120 voltios para encender; al utilizar veinte pilas en serie, de 1.5 voltios cada una, se producen aproximadamente 30 voltios. Esto hará que el filamento brille débilmente.

Figura 4-1

Un foco casero típico