UNIDAD DIDÁCTICA 1

UNIDAD DIDÁCTICA 1
¿Qué dura más la
mañana o la tarde?
MATERIAL DEL PROFESOR
Resumen
En esta unidad, a través de la investigación sobre la duración de la mañana y la tarde, se pretende que los
alumnos descubran que la culminación coincide (aproximadamente) con el medio día (solar), es decir que hay una
simetría horaria (aproximada) entre el orto y el ocaso, tomando como centro de simetría la hora de la culminación.
Además aprovechamos para que midan un fenómeno natural, ejercitando el uso del nomon y la brújula, y que
descubran que en la culminación el Sol está en el Sur. Al final realizarán ejercicios de aplicación y reflexionarán
sobre que han aprendido.
Objetivos
General
Descubrir y apropiarse de la simetría diaria (aproximada) en el movimiento del Sol respecto a la culminación y la
hora a la que esta tiene lugar.
Específicos
- Conocer los conceptos de mediodía Solar, mañana y tarde.
- Conocer la culminación del Sol, su alineación con el Sur y la simetría temporal (aproximada) del ciclo diario.
- Distinguir entre horario solar y horario oficial de verano y de invierno y saber hacer transformaciones.
- (Ampliación) Saber aplicar la simetría de la elevación respecto al punto de culminación.
- Apropiarse de la necesidad de utilizar conceptos precisos en el trabajo científico.
- Avanzar en la apropiación de los conceptos de definición, hipótesis, ley científica, la ciencia como capacidad de
predicción.
- Comprender la necesidad de comprobar las hipótesis mediante experimentos.
- Enfrentarse al problema de la generabilidad de los resultados experimentales.
- Conocer y distinguir los conceptos de diseño teórico y práctico de un experimento.
- Desarrollar habilidades de construcción de instrumentos y de actitudes de atención al detalle en la realización de
los instrumentos y toma de medidas.
- Desarrollar la noción del carácter aproximado de las medidas.
- (Repaso o complemento) Saber hacer restas en base sexagesimal
Obstáculos posibles
- Abstracción de los conceptos de definición e hipótesis.
- Abstracción del concepto de cambio horario.
- Abstracción de los datos secundarios.
- Competencia para restar horas (en sexagesimal).
Criterios de evaluación
- Saber calcular (aproximadamente) la hora del ocaso a partir de la hora del orto y viceversa.
- Saber calcular la hora Solar a partir de la oficial y viceversa.
- Realizar los trabajos manuales con pulcritud.
- Manejar correctamente los términos definición, hipótesis, diseño teórico y práctico.
- (Opcional) Saber comparar la elevación del Sol en horas distintas (conociendo el horario en que estamos).
Preguntas guía
- ¿Qué dura más, la mañana o la tarde?
Divulgación
Meridianos y paralelos, husos horarios, sistema GPS.
Materiales
- Linterna, nomon (ver interior unidad), periódico con horario del orto y ocaso (opcional)
¿Qué dura más, la mañana o la tarde?
Introducción a la unidad: Vamos a hacer una investigación, como si fuésemos científicos, y lo que vamos
a investigar es qué dura más, la mañana o la tarde. Explicar que algunos de los datos que utilizaremos
serán aproximados para que sea más fácil trabajar con ellos. Iniciar el debate a nivel de clase: qué dura
más, por qué lo piensan, cómo lo podemos averiguar. Guiar a la conclusión de que primero hay que
ponerse de acuerdo sobre qué entendemos por mañana y qué entendemos por tarde; cuándo decimos
que empieza y acaba cada una. Es lo que en ciencia se llama una definición. En lenguaje corriente
ambas tienen significado vago y ambiguo (ej. después de comer...) En ciencia las palabras que usamos
deben estar definidas con precisión. Opcional: Actividad sobre las definiciones –anexo-
A.1 Completa la trayectoria del Sol en el dibujo siguiente:
Al final de Primaria aun hay niños que desconocen la forma de la trayectoria diaria del sol en el cielo.
Algunos piensan que sube y baja como un yo-yo y otros que se desplaza horizontalmente sin tocar el
horizonte. Es necesario discutir en clase las distintas propuestas, incluida la dirección del movimiento. La
mayor parte conocerán o al menos reconocerán la forma de arco al ver la representación. Se puede
completar la actividad con observaciones informales a lo largo del día o una foto de las distintas
posiciones del Sol a lo largo del día.
Es importante que la curva que dibujemos no sea simétrica para que no parezca deducirse del
dibujo que la mañana y la tarde duran necesariamente lo mismo. Si alguien la dibuja en la pizarra
simétrica hay que explicar por qué hay que modificarla (no se puede asumir a priori que es simétrica y
que el punto más alto es el central; hay que dibujar el caso más general). Los alumnos deben copiar la
curva en su cuaderno.
Puede ser oportuno aclarar ya que el Sol no cambia su distancia a lo largo del día (preguntarlo; muchos
alumnos tendrán esta confusión). Para ello utilizar los anejos 3 y 3 bis.
A.2 ¿En qué momento acaba la mañana y empieza la tarde?
Mirando el dibujo de la trayectoria los alumnos propondrán o aceptarán con facilidad que en
ciencia se entiende que la línea divisoria entre la mañana y tarde es el momento de la
culminación (exponer la culminación como ejemplo de definición).
A.3 Señala en el dibujo la mañana y la tarde
Les cuesta idear cómo representar el periodo temporal de la mañana y la tarde en el dibujo,
lo que subraya la utilidad del ejercicio. Hacerlo en la pizarra. Utilizar este dibujo para aclarar
lo que estamos intentando investigar.
A.4 Escribe la definición de mañana:
El periodo de tiempo entre que sale el Sol –el orto- y la culminación.
A.5 Escribe la definición de tarde:
El periodo de tiempo entre la culminación y la puesta del Sol –el ocaso-.
A.6 ¿Cómo cambian las sombras cuando el Sol asciende por la mañana?
Comentar que esta actividad es para ayudarles a diseñar el experimento.
Disminuyen (es muy útil utilizar una linterna para simularlo)
¿Y cuando el Sol desciende por la tarde?
Aumentan
A.7 ¿Cómo podríamos usar un palo para averiguar cuándo tiene lugar la culminación?
Ayudar a los alumnos para que diseñen por sí mismos el experimento (les costará):
Dibujando la sombra de un palo (cilíndrico) vertical y anotando la hora en intervalos regulares
cuando el Sol todavía esta subiendo –y por tanto la sombra disminuyendo- y continuar hasta
que la sombra empieza a crecer otra vez. La hora de la sombra más corta es la hora de la
culminación. En palabras más simples: Dibujando muchas veces la sombra de un palo
vertical; es el momento de la culminación cuando la sombra está más corta. Habrá que
aclarar el significado de vertical (algunos llaman recto a vertical). A un palo vertical usado
con este fin se le llama nomon.
A los alumnos les costará escribir por si mismos la descripción del experimento; hacerlo les
ayudará a ordenar sus ideas.
Conviene no mencionar aun que la culminación coincide con el mediodía Solar para no
sugerir que está en el medio del día.
A.8 ¿Cómo podríamos usar un palo para averiguar en qué dirección tiene lugar la
culminación?
Ayudar a los alumnos para que diseñen por sí mismos el experimento:
Habrá que orientar la base del nomon con una brújula, por ejemplo dibujando 2 líneas
perpendiculares –cruzadas en la base del vástago- que representen los 4 puntos cardinales y
orientándolos con ayuda de la brújula. Más sencillo, mirando la dirección de la sombra
con una brújula.
Preguntar qué relación hay entre la dirección en la que está el Sol y la dirección de la sombra
para que caigan en la cuenta que la dirección de la sombra es la opuesta a la del Sol.
Lo importante es que lo entiendan al realizarlo.
A.9 ¿Qué errores podemos cometer al realizar el experimento?
Es muy importante que reflexionen sobre la necesidad de identificar los errores que se
pueden cometer al realizar un experimento y pensar cómo evitarlo.
- que la superficie no sea horizontal  con un nivel
- que el palo no esté vertical  con una escuadra o un nivel
- que el palo se balancee  sujetarlo bien, p.ej. introduciendo papel en el agujero.
- que la base se mueva  dibujando su contorno en el suelo
- que la base se combe  usar una base rígida o poner peso en la zona central
- cambiar de palo entre medidas  evitar, señalar el palo
- alteraciones en la penetración del palo en la base  empujar hasta el fondo, poner una
señal de hasta donde debe entrar.
Construcción de un nomon y determinación de la culminación
Para fabricar el nomon podemos hacer un agujero con una broca en una tabla e insertar una
varilla; se puede colocar un papel antes de insertar la varilla par anotar allí los resultados. Con
una tiza se puede dibujar en el suelo el perfil de la tabla para mantener la orientación. Si
hacemos medidas lejos del mediodía la sombra será muy larga y puede ser preferible usar un
cartón (grande y) grueso en el cual clavamos directamente la varilla. En el mercado se
encuentran piezas de cartón-pluma blanco que funcionan muy bien aunque son más bien caras.
También se puede sujetar un palo al suelo con yeso y anotar los resultados con tiza (aunque
esto dificulta llevar los datos al aula); se puede conseguir que algunos alumnos traigan el palo y
yeso y participen en la construcción.
Si es posible, tomar medidas –sombra y hora- en el mediodía Solar y en distintos momentos
alejados de éste (con la base orientada). Comentar que hay que empezar cuando estemos
bastante seguros que todavía no se ha alcanzado la culminación. Averiguar a qué hora piensan
los alumnos que tiene lugar la culminación. La hora de la culminación oscila unos +/-quince
minutos a lo largo del año pero a este nivel no es necesario precisarlo. Si los intervalos son
suficientemente amplios esta discrepancia pasará desapercibida. Según el nivel de los chicos
se puede contemplar esta irregularidad. Concluir que la culminación tiene lugar en Alicante
(¿aproximadamente?) a las 13/14 (según horario de invierno o verano).
Comentar que aunque hemos intentado no cometer errores los resultados son ligeramente
distintos. El tener muchas medidas nos permite, haciendo la media, tener más confianza de que
estamos cerca del resultado real.
Debatir si sucederá lo mismo todos los días. Habría que hacerlo pero otros científicos ya lo han
hecho por nosotros. La culminación siempre sucede (¿aproximadamente?) a la misma hora.
Si no es posible tomar medidas a mediodía, hacerlo a otras horas investigando si el Sol está
subiendo o bajando y concluir la hora y la dirección de la culminación a partir del dibujo anexo.
Guardar el dato de la hora y la longitud de la sombra en la culminación y el de la altura
del nomon (puede hacerse guardando los materiales usados). Se utilizará en la 3ª unidad para
calcular la elevación y, si se repite la medición, para ver como ha cambiado. Aunque no se
dispongan datos del momento de la culminación también será útil.
Uno de los aspectos más importante de las unidades es desarrollar la atención al detalle al
diseñar y ejecutar los experimentos.
LA DIRECCIÓN DE LA CULMINACIÓN
A.10 Una vez hecho el experimento, ¿en qué dirección se encontraba el Sol en la
culminación? ¿Se confirma que se mueve hacia la derecha?
Sur (si el resultado no es exacto es porque no lo hemos realizado en el momento de la culminación
–o por errores experimentales- NB: el norte magnético está en España unos 3º al Oeste del Norte)
Efectivamente se mueve hacia la derecha.
A.11 ¿Podemos concluir que el Sol siempre está en dirección Sur en el momento de
la culminación? ¿Qué habría que hacer?
Si a los alumnos no se les ocurre, comentar que habría que repetir el experimento muchas veces.
Si es posible hacerlo una vez. Así los alumnos podrán hacer una predicción / hipótesis y
comprobarla. Si no es oportuno hacerlo, comentar que los científicos sí lo han hecho y han
comprobado que es así. Es importante que los alumnos empiecen a preguntarse por la
generabilidad de las conclusiones.
A.12 Una vez comprobado que el Sol siempre está en el Sur en el momento de la
culminación ¿para qué nos puede servir esto?
Si a los alumnos no se les ocurre, comentar que esto nos puede servir para orientarnos. A partir de
la dirección del Sol en la culminación, el Sur, podemos dibujar el resto de las direcciones.
A.13 Un día nos ponemos a andar en la culminación de espaldas al Sol. Si
anduviéramos lo suficiente ¿cuál es el primer país que nos encontraríamos?
Francia. Utilizar el mapa si es necesario.
LA DURACIÓN DE LA MAÑANA Y TARDE Recordar el objetivo de la investigación
A.14 Escribe a qué hora la sombra es más corta, es decir la hora de la culminación
(en el horario actual):
A la 1 o 2 de la tarde (según horario).
Reflexionar de nuevo si podemos generalizar. Si es posible repetir para comprobar predicción /
hipótesis. Ya sabemos a qué hora acaba la mañana y empieza la tarde.
Comentar que en el otro horario quizás sea distinto. Lo estudiaremos.
A.15 ¿Cómo podemos averiguar qué dura más, la mañana o la tarde?
Llegar a la conclusión que habrá que medir la duración de la mañana y la duración de la tarde, es
decir el tiempo que pasa entre que sale el Sol y la culminación, y el tiempo que pasa entre la
culminación y el ocaso. Preguntar cómo podemos medir el momento en que sale el Sol y en qué se
pone. Plantear problemas: ¿En qué momento del tránsito del disco por el horizonte medimos la
hora de salida? (Se define como salida del Sol –orto- el momento en que empieza a asomar el
disco Solar y ocaso el momento en que desaparece, ambos en un horizonte plano). ¿Otras
dificultades? Si hay una elevación en el lugar de salida o puesta se acortará el periodo
correspondiente (las fuentes secundarias asumen una Tierra perfectamente lisa).
Conviene aclarar la diferencia entre crepúsculo (periodo con luz pero con el Sol bajo el horizonte) y
día.
Si es posible medir uno o los dos casos. Si no es posible hacerlo proporcionar los datos del día a
través del periódico o http://www.oan.es/ (redondear para que la mañana y tarde duren lo mismo
asumiendo medio día Solar a las 12:00; en ciertas épocas del año la diferencia de la hora de la
culminación respecto al mediodía es de hasta 15’ y la duración de la mañana y la tarde
diferenciarse hasta media hora; en ese caso es mejor dar como hora de orto y ocaso el de un día
indefinido -ver lo propuesto en la A.16-; sin embargo en algunos días si coinciden y se puede pedir
a los alumnos que lo miren en el periódico.). Que los alumnos hagan las restas horarias (se puede
elegir las horas para modular la dificultad de la resta –ver A.16-).N.B. La enseñanza de la ciencia en
niveles inferiores obliga a realizar simplificaciones o su complejidad sería inabordable. Juzgar
según el nivel de los niños si comentar que los datos son aproximados, o incluso dar datos más
reales para que vean que es una igualdad aproximada.
A.16 ¿Cuánto dura ahora la mañana? ¿Cuánto dura la tarde?
Puesta del Sol
datos
aproximados
Hora y minutos
18:15 h
más fácil más fácil Hora y minutos
18:30
18h
Culminación
13 h
13h
13h
Salida del Sol
07:45 h
07:30
8h
Duración de la tarde
05:15 h
05:30
5h
Duración de la mañana
05:15 h
05:30
5h
Se puede intercambiar el uso del horario de 12h y el de 24h
A.17 Ya podemos responder a la pregunta de nuestra investigación: ¿Qué dura más,
la mañana o la tarde?
Concluir que la mañana y la tarde duran (aproximadamente) lo mismo. Preguntar y
comentar que para saber si sucede lo mismo todos los días habría que repetir el
experimento muchas veces. Los científicos lo han hecho.
Comentar que la culminación coincide por tanto (aproximadamente) con el mediodía.
Podemos introducir aquí el concepto de simetría (uno de los conceptos más potentes de la
ciencia) recurriendo al dibujo de la trayectoria diaria y modificándola para que no sea
simétrica (que los alumnos decidan que versiones son o no son simétricas). También
tomando como ejemplo la figura humana. Incluso podemos introducir el concepto de
ruptura de simetría identificando peinados en los compañeros que no rompen o si rompen
la simetría.
Según el nivel de los alumnos comentar que hemos descubierto una ley científica. Las
leyes científicas describen regularidades de la naturaleza –cosas que suceden siempre de
la misma forma- y esto nos permite hacer predicciones, que es lo que vamos a hacer en los
problemas
A.18 Problemas: Utilizar como referencia el dibujo en la pizarra de la trayectoria diaria del
Sol. Se pueden modificar los enunciados para adecuar la dificultad de las restas al nivel de
los alumnos.
Un determinado día de invierno* el Sol sale a las 8:00h**. ¿A qué hora se pondrá?***
A las 18:00h, es decir a las 6:00h de la tarde (se puede elegir la hora para modular la
dificultad de la resta). Debe ser distinto a la actividad 16.
Un determinado día de invierno* el Sol se pone a las 17:30h**. ¿A qué hora habrá
salido?***
A las 8:30 (se puede elegir la hora para modular la dificultad de la resta).
Un determinado día de invierno* el Sol sale a las 7:30h**. ¿A qué hora se pondrá?***
A las 18:30
* Cambiar a verano si estamos en horario de verano.
** En horario de verano cambiar por 7:00, 20:45 [o 2030] y 6:40 [o 6:30] (Soluciones: 21:00,
7:15 [o 7:30] y 21:20 [o 21:30])
*** En su caso, habrá que decir “¿A qué hora se pondrá aproximadamente?”
A.19 Sabiendo la orientación de tu habitación, ¿se verá la culminación desde allí?
¿en qué lado de la ventana?
Actividad vivencial basada en la medida hecha en la unidad anterior. Se puede hacer primero para
el aula.
Comprueba en casa si tu predicción es correcta
Dependerá de que su habitación (o el aula) esté orientada aproximadamente al Sur (y de que no
haya obstáculos delante).
Opcional (ampliación)
A.20 ¿Cómo podemos saber en cuál de dos horas distintas está el Sol más alto?
Cuanto más cerca de la culminación más alto está el Sol y más luz hay.
Este tipo de cálculo se repetirá en las unidades siguientes.
A.21 ¿A que hora (Solar) está el Sol más alto, a las 10 o a las 11 de la mañana?
A las 11 de la mañana
¿A que hora (Solar) está el Sol más alto, a las 10 de la mañana o a las 3 de la tarde?
A las 10 de la mañana
¿Cuándo está el Sol más alto (horario de invierno), a las 9 o a las 18?
A las 9
A.22 Para acabar, escribe como han cambiado las ideas que tenías al principio de
esta unidad
Se trata de consolidar el aprendizaje y que desarrollen sus capacidades metacognitivas.
Les costará hacerlo.
Conviene comentar en algún momento que estamos haciendo astronomía diurna: de día el
único objeto astronómico que se ve bien es el Sol
COMPLEMENTO
ALICANTE
Explicar el cambio de horario y mencionar por qué se hace, reconociendo que es difícil de entender, y realizar los
ejercicios.
Hora Solar:
12:00
Hora oficial (“invierno”*): 13:00 (1:00 de la tarde) comienza el último domingo de octubre
Hora oficial (“verano”*): 14:00 (2:00 de la tarde) comienza el último domingo de marzo
Deberían denominarse de otoño-invierno y de primavera-verano. Así refuerzan la concepción del invierno y verano
como las estaciones opuestas.
Problemas
Ahora estamos en horario de invierno. ¿Qué hora es en el horario Solar?
Restarle una hora
¿A qué hora te has levantado hoy en el horario Solar?
Restarle una hora
Cuándo son las 8 de la tarde en el horario de verano, ¿qué hora es en el horario
Solar?
Las 6 de la tarde (se puede elegir la hora para modular la dificultad de la resta)
Cuándo son las 8:30 en el horario Solar, ¿qué hora es en el horario de verano?
Las 10:30 (se puede elegir la hora para modular la dificultad de la resta)
Un determinado día de verano el Sol sale a las 7:00 según el reloj, ¿A qué hora se
pondrá?
A las 21 (se puede elegir la hora para modular la dificultad de la resta)
Divulgación (opcional):
Mostrar con el globo terraqueo y una linterna como el mediodía Solar sucede en distintos momentos
en distintos lugares de la Tierra. Por eso existen los husos horarios. Si hay inmigrantes de otras
longitudes podrán comentar que en su pais la hora es distinta.
Se puede tambien comentar el sistema de meridianos y paralelos, que son como una dirección
(address) para cada punto de la Tierra. En cada meridiano el mediodía Solar sucede en el mismo
momento. Asimismo se puede aprovechar para hablar del sistema GPS y como proporciona la longitud
y latitud exacta del lugar donde nos encontramos.
anejo 1
Actividad: Concepto de definición
Una definición nos dice el significado preciso que se ha acordado dar a una determinada
palabra. Por ejemplo, se define como culminación el punto más alto de la trayectoria diaria
del Sol. Las definiciones nos ayudan a que nos comuniquemos mejor, ya que aseguran que
todos hablamos de lo mismo.
Cualquiera puede inventarse una definición; pero solo podrá usarla con aquellos que la
conozcan: Juguemos a crear definiciones.
Por ejemplo, podemos definir como “seteche” al periodo que va desde las siete de la mañana
a las siete de la noche, “doceche” el que va de las doce de la mañana a las doce de la noche,
etc. ¿Cuánto dura un nueveche?¿Cuánto dura un doceche? Podemos llamar a todos los
periodos que van desde una hora de la mañana hasta la misma de la tarde los eneches.
Todos duran 12 horas.
..............
Algunas de las definiciones que hemos inventado son definiciones correctas, porque dan un
significado preciso a una palabra. Tienen el inconveniente que solo las conocemos nosotros y
no nos sirven para hablar con los demás.
En ciencia (y fuera de la ciencia) se inventan definiciones para referirse a un fenómeno, tipo
de objetos, etc. Por ejemplo culminación, estrella, insecto etc. En ciencia son siempre
definiciones precisas.
anejo 2
RESULTADO DEL EXPERIMENTO PARA MEDIR LA HORA DE LA CULMINACIÓN
S
palo
sombras
E
O
12
1230
13
N
1330
14
anejo 3
anejo 3 bis