Belén Mariño @blntab

CIENCIA EN EL AULA

Resolución de problemas:

OBSERVAR

CREAR HIPÓTESIS

REALIZAR PRUEBAS

ANALIZAR DATOS

OBTENER RESPUESTAS VERIFICANDO O CONTRASTANDO LA HIPÓTESIS INICIAL

Experimentos:

Las plantas reciclan agua.

Desviar la luz

Acuario de refrescos

Torre de colores

Globo brocheta

Huevo embotellado

Arco iris oculto

Faro eléctrico

Brújula casera

Cristales de sal

LAS PLANTAS RECLICAN EL AGUA

Hipótesis: Las plantas absorben agua por las raíces, pero la devuelven a la naturaleza a través de las hojas.

Materiales:

Recipiente transparente (con tapa o film para cubrir). Tierra fértil. Plantitas. Agua.

Desarrollo:

1. Colocar la tierra y las plantas en el recipiente procurando que las raíces queden bien cubiertas.

2. Regar de forma que la tierra quede húmeda.3. Cubrir con la tapa o el film para que quede herméticamente cerrado.4. Colocar el recipiente a la sombra.

Variante:

1. Saca con cuidado una planta de su tiesto.2. Colócala en un recibiente transparente de forma invertida, es decir, con las

raíces para arriba.3. Colócala al aire libre.4. Registra el tiempo que tarda en comenzar a transpirar.

Pregunta: ¿Qué sucede? ¿se cumple la hipótesis inicial?

Conclusiones:

En el primer caso, la planta expulsa vapor de agua por las hojas y este vapor se condensa en el recipiente. Las gotas que se han formado vuelven a caer a la tierra.

En la variante, se deduce que las plantas liberan el agua que absorben por las raíces mediante un fenómeno conocido como transpiración.

Curiosidades

Algunas plantas tienen la capacidad de limpiar los ambientes contaminados, absorbiendo, acumulando o transformando las sustancias tóxicas que se encuentran en el suelo o en el agua. Este nuevo uso ecológico recibe el nombre de fitorremediación. Ya se conocen centenares de especies conesta capacidad, por ejemplo, el girasol, el álamo, el alga Chlorella vulgaris.

DESVIAR LA LUZ

Hipótesis: La luz cambia de dirección al atravesar el agua.

Materiales:

Una caja de zapatos. Recipiente de cristal transparente. Linterna. Tijeras. Agua.

Desarrollo:

1. Con las tijeras, realiza una ranura en un lado de la caja, con cuidado.2. En el recipiente de cristal, verter agua. Meter el recipiente en la caja, cerca del

agujero.3. Iluminar con la linterna a través de la ranura.

Pregunta: ¿Qué sucede? ¿La hipótesis se cumple?

Conclusiones:

La luz viaja a distintas velocidades a través de diferentes materiales. Se mueve más despacio dentro del agua que atravesando el aire.

Al pasar por el agua, el rayo de luz aminora su velocidad y se desvía. Cuando sale del agua y viaja por el aire, nuevamente se desvía y toma la dirección inicial. Esto se denomina refracción de la luz.

Curiosidades

Una lente es un trozo de vidrio o plástico con una determinada forma. Hay lentes convexas y lentes cóncavas.

Las convexas, por ejemplo las lupas, son más gruesas en la mitad que en los extremos y hacen que el objeto se vea más grande.

Las cóncavas, por el contrario, son más gruesas en los bordes y finas en el centro. Estas lentes desvían el rayo de luz. Las lentes para personas miopes usan lentes cóncavas.

ACUARIO DE REFRESCOS

Hipótesis: El azúcar y las burbujas de un refresco influyen en su flotabilidad.

Materiales:

Latas de refresco normales: Coca-Cola, Fanta. Latas de refresco light o zero. Recipiente alto y ancho, hasta la mitad con agua.

Desarrollo:

1. Introduce las latas, con cuidado de que no queden burbujas debajo de ellas, en el recipiente con agua.

Pregunta: ¿Qué observas? ¿Se cumple la hipótesis inicial?

Conclusiones:

La cantidad de azúcar que contiene las bebidas de refresco “normales” influye en su flotabilidad.

Un cuerpo sumergido en un líquido experimenta dos fuerzas: el peso y la fuerza de empuje. La flotabilidad depende de la relación entre dichas fuerzas.

Un refresco con azúcar es más denso, suficiente para que se hunda.

Curiosidades

De las bebidas consideradas energéticas, también cabe destacar la gran cantidad de azúcar que contienen y que actúan conjuntamente con otros ingredientes para conseguir el efecto de “más energía”.

Las células de nuestro cuerpo, incluyendo las neuronas, utilizan la glucosa como combustible. El azúcar es una fuente de glucosa, pero desde luego no es ni la única ni la mejor. Lo que hace el azúcar en nuestro cuerpo: un subidón de media hora y después una caída en picado mientras sube la insulina y el cuerpo se dedica a almacenar toda esa glucosa extra en forma de grasa.

TORRE DE COLORES

Hipótesis: La densidad de líquidos diferentes impide la mezcla entre ellos.

Material:

Vaso alto transparente. Miel. Leche condensada. Lavavajillas. Agua con colorante (puede ser una cucharada de témpera). Aceite de girasol. Alcohol de limpieza con colorante (color distinto que el del agua). Tornillo. Tomate cherry. Pelotita de ping-pong.

Desarrollo:

1. Introducir en el vaso, con cuidado y vertiendo despacio, cada uno de los líquidos anteriores.

2. Se debe procurar llevar el orden establecido de líquidos en el apartado anterior.

3. Introducir, despacio, el tornillo; después, el tomatito, y por último, la pelotita.

Pregunta: ¿Qué sucede entre los distintos líquidos? ¿Qué observas en los objetos introducidos?

Conclusiones:

Las diferentes densidades de los líquidos utilizados impiden que se mezclen entre sí, pero solo sucede porque se han ido vertiendo en el orden descrito, sino no habría funcionado, ya que algunos líquidos son miscibles entre ellos: agua, alcohol. Los de mayor densidad se sitúan por debajo.

Al introducir los objetos, el tornillo se hunde, el tomatito se queda por la mitad del vaso y la pelotita de ping-pong flota totalmente. El peso de cada uno no es la razón, la densidad de cada líquido sí, ya que impiden el paso de objetos a través de ellos.

Curiosidades

La densidad de un líquido es la relación que existe entre la masa y el volumen de un líquido. Son relaciones inversamente proporcionales: si el volumen aumenta, la densidad disminuye; si el volumen disminuye, la densidad aumenta.

La densidad se utiliza en determinadas ciencias físicas (geología, metalurgia, etc.) como propiedad para identificar rocas, minerales y metales, y para calcular la flotabilidad de un objeto en un líquido determinado.

GLOBO BROCHETA

Hipótesis: El globo no explota por las zonas menos estiradas.

Material:

Un globo. Un picho de madera. Vaselina, cinta aislante o esparadrapo.

Desarrollo:

1. Frotar con un poco de vaselina la punta del picho de madera.2. Inflar un globo.3. Perforar lentamente desde el nudo hacia la parte trasera del globo.

Variante:

1. Inflar un globo.2. Pegar dos trozos de cinta aislante o esparadrapo en lados contrarios.3. Atravesar con cuidado, con el pincho, de un esparadrapo a otro.

Pregunta: ¿Qué observas? ¿Se cumple la hipótesis?

Conclusiones:

Todas las cosas están formadas por moléculas muy pequeñas. Los globos están hechos de polímeros, que están separados entre ellos si los viésemos al microscopio. En el costado de un globo estos polímeros se estiran al máximo de modo que, al tocar con una punta afilada, las moléculas no tendrían espacio entre ellas y explotaría. En los extremos, siguen separados esos polímeros, por lo que no estallaría al pincharlo.

Curiosidades:

Los primeros globos eran vejigas de animales ingladas. Por ejemplo, Galileo usó la vejiga de un cerdo para medir el peso del aire. El científico Michael Faraday inventó el globo de plástico para experimentar con diversos gases.

HUEVO EMBOTELLADO

Hipótesis: El huevo se introduce en la botella debido a la presión atmosférica.

Material:

Un huevo duro. Una botella de cristal de boca ancha. Cerillas. Papel.

Desarrollo:

1. Prende fuego al papel y mételo en la botella.2. Mientras arde, coloca el huevo en la boca de la botella.

Pregunta: ¿Qué observas cuando el papel se apaga?

Conclusiones:

La presión atmosférica está presente en todas partes. Al principio, la presión en el interior de la botella equivale a la del exterior. Cuando el papel comienza a arder, el calor hace que la presión de la botella aumente y que salga parte del aire. Al apagarse, el aire del interior de la botella comienza a enfriarse. Si nada obstruye la boca, volvería a entrar aire enseguida, para igualar la presión exterior, pero como está el huevo la presión aumenta hasta que es tan alta que el huevo es absorbido y entra en la botella.

Curiosidades

La atmósfera terrestre nos empuja con una fuerza de un kilo por centímetro cuadrado. La fuerza ejercida sobre 1.000 cm2 equivale a una tonelada aproximadamente. El aire de nuestro cuerpo equilibra la presión exterior para que no acabemos aplastados.

ARCOIRIS OCULTO

Hipótesis: el color negro se descompone en siete colores.

Material:

Papel absorbente, tipo filtro de café. Rotulador negro. Agua. Tijeras. Plato.

Desarrollo:

1. Coloca el filtro en el p lato.2. Si es más grande, recórtalo a medida.3. Dibuja un punto negro grande en el centro del filtro con rotulador.4. Echar unas gotas de agua en el punto negro

Pregunta: ¿Qué observas?

Conclusiones:

La técnica de este experimento se llama cromatografía de papel. El agua disuelve el pigmento seco de la tinta y, mientras se desplaza hacia el exterior desde el punto, la tinta se separa en bandas de color. Como las moléculas de cada color del espectro tienen un tamaño y peso diferentes se desplazan a distinta velocidad y distancia.

Curiosidades

El científico ruso Mijaíl Tsvet inventó la cromatografía, del término griego chroma (color) y graphein (escribir) en 1900. Se utilizó por primera vez para la separación de pigmentos de plantas, pero desde entonces han aparecido nuevos tipos de cromatografía y actualmente se aplica a gases y líquidos.

FARO ELÉCTRICO

Hipótesis: La bombilla se enciende si el circuito está cerrado.

Material:

Vaso de plástico. Tubo de cartón con tapa y base metálica. Bombilla pequeña con portalámparas. Una pila. Dos cables. Cinta adhesiva.

Desarrollo:

1. Hacer un agujero en la base del tubo. Pasar los cables a través del agujero.

2. Conectar el extremo de cada cable al de los tornillos del portalámparas y pegar éste en la base del tubo. (Si los cables no tienen pinzas, quitar el plástico del extrmo y enrollar el hilo de cobre alrededor de cada lado del portalámparas).

3. Conectar el otro extremo de cada cable a la pila y colocarla en la tapa.4. Poner el tubo sobre la pila y presionar la tapa para que quede dentro segura.5. Pegar el vaso de plástico encima de la bombilla. 6. Para apagarla quitar la tapa y desconectar un cable.

Pregunta: ¿Qué observas al conectar o desconectar un cable?

Conclusiones:

La pila, los cables y la bombilla forman un circuito cerrado. La electricidad de la pila fluye hacia la bombilla por un cable y vuelve a la pila por el otro. Esta corriente ilumina la bombilla. Si desconectamos un cable se rompe el circuito y la corriente cesa.

Curiosidades

Los únicos medios que el hombre tenía para crear luz, antes de que se inventara la bombilla, eran el fuego, velas y lámparas de aceite.

El mérito de haber creado la lámpara incandescente, es decir, la bombilla, le corresponde al inventor estadounidense Thomas Alva Edison en 1879, aunque actualmente se sabe que en realidad ya había sido ideada años antes y que Edison lo que hizo fue perfeccionarla y darla a conocer al mundo. Ha pasado más de un siglo desde la creación de la bombilla y las de hoy en día son casi iguales a aquellos primeros modelos. Son usadas en todo el mundo porque duran mucho y son económicas. El problema es que desprenden mucho calor, consumen gran cantidad de energía y contribuyen al calentamiento del planeta. Por eso, se recomienda utilizar aquellas de bajo consumo.

BRÚJULA CASERA

Hipótesis: una aguja se magnetiza con un imán.

Material:

Un imán Una aguja de acero. Un trozo de corcho. Plato plano con agua.

Desarrollo:

1. Magnetizar la aguja. Para ello habrá que frotar el imán a lo largo de la aguja unas 50 veces, siempre en la misma dirección y elevando el imán después de cada pasada.

2. Colocar la aguja sobre el corcho y hacerlo flotar en el plato con agua.

Pregunta: ¿Qué observas? ¿Qué punto cardinal indica la aguja?

Conclusiones:

La aguja de una brújula gira libremente y siempre se para apuntando hacia el Norte-Sur. Está imantada por los polos.

La aguja de acero imantada reacciona del mismo modo.

Curiosidades

Toda la Tierra es magnética. Esta es la razón por la que una brújula marnética apunta siempre en la misma dirección: los polos de la aguja son atraídos hacia los polos. Es como si la Tierra tuviera un enorme imán en su interior. Los científicos consideran que esto se debe al hierro fundido candente del interior del planeta.

Los científicos han estudiado el magnetismo de las rocas antiguas y han descubierto que, de cuando en vez, los polos magnéticos intercambian posiciones. Nadie sabe por qué, o cuándo ocurrirá de nuevo.

CRISTALES DE SAL

Hipótesis: La sal cristaliza adquiriendo una forma peculiar.

Material:

Sal. Medio vaso de agua muy caliente. Fuente plana de cocina. Paño de cocina. Tazón o frasco de cristal. Pinza. Papel de aluminio.

Desarrollo:

1. Calentar el agua hasta que esté a punto de hervir.2. Pasarla al tazón o frasco y poco a poco verter sal sin dejar de remover. Para

cuando se vea que no se disuelve más.

3. Pasar esta solución a la fuente de cocina. Debe estar alejada de la luz aunque si puede estar cerca de un radiador o fuente de calor.

4. Cubrir la fuente completamente con el paño de cocina.5. No mover la fuente durante 4 días, aunque si se puede levantar el paño para

ver.6. Al cabo de 5 días preparar una nueva solución de agua y sal.7. Mientras enfría, seleccionar los cristales más grandes que se formaron en la

primera fuente. Con la pinza colocarlos sobre papel aluminio. Tirar el resto de cristales.

8. Volver a colocar en la fuente los seleccionados. Verter con mucho cuidado la nueva solución de sal y agua.

9. A partir de ahora, cambiar la posición de los cristales por lo menos una vez al día.

Pregunta: ¿Qué cambios observas con el paso de los días? ¿Qué forma adquieren los cristales de sal? ¿De qué color son?

Conclusiones:

La sal cristaliza de forma cúbica, es incolora.

Los cristalógrafos son científicos que estudian los cristales. Investigan cómo están colocados los iones, los átomos y las moléculas dentro del cristal. De momento se conocen 6 formas distintas de colocación: cúbico, tetragonal, hexagonal, ortorrómbico, monoclínico, triclínico.

Se llama cristalización al proceso en el que se forman los cristales. Cuando un disolvente lleno de soluto se calienta, el líquido termina por evaporarse. Pero únicamente se evapora el disolvente. Quedan los átomos, iones y moléculas del soluto todos juntos y apretados. Muchos de estos solutos forman cristales cuando se evapora el líquido.

PLANTILLAS

Timeline

FASE NOMBRE TIEMPO

FASE 1

FASE 2

FASE 3

FASE 4

FASE 5

FASE 6

Identificar el problema y proponer la cuestión guía 10 min

Diseñar un método de investigación y recoger datos 40 minAnalizar los datos y desarrollar un posible argumento 35 minSesión de argumentación y modificar, en caso de ser necesario, reanalizar los datos recogidos. 45 minRedactar o informe da investigación 30 min

Revisión do informe da investigación por parte dos alumnos. 10 min

Materiales y preparación

ITEM Por grupo o alumno

TABLA DE EXPOSICIÓN

HIPÓTESIS JUSTIFICACIÓN DE LA EVIDENCIA(razones de la importancia de la evidencia)

EVIDENCIA(datos en forma de gráfica, tabla, imagen)

Propuesta de investigación

Cuestión guía

Hipótesis 1 Hipótesis 2

Posibles resultados hipótesis 1 Posibles resultados hipótesis 2

¿Qué datos vas a recoger?

¿Cómo analizarás los datos?

¿Qué medidas de seguridad vas a tomar?