Importancia y utilidad de los instrumentos ópticos

UD
Propuesta didáctica: unidad Didáctica
cuarto de primaria | ciencias de la naturaleza
Importancia y utilidad de los instrumentos
ópticos
1. Identificación
Área: Ciencias de la Naturaleza
SC 12: Importancia y utilidad de los
instrumentos ópticos
Resumen:
El objetivo de esta Unidad Didáctica es que los y las estudiantes aprendan sobre la importancia y el funcionamiento de los espejos, las lentes y los instrumentos ópticos tanto
de uso común como de uso científico, tales como: el telescopio, la lupa, el microscopio, la
cámara fotográfica, las gafas de buceo y la videocámara, entre otros.
Para lograr un óptimo aprendizaje de estos contenidos, se realizarán diálogos para saber
qué conocen sobre los instrumentos ópticos, actividades dinámicas, investigaciones, dibujos y se utilizarán láminas y recursos interactivos.
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Impor tancia y utilidad de los instr umentos ópticos
2. Descripción
Recuerda
Los instrumentos ópticos sirven para procesar ondas de luz con la finalidad de
mejorar una imagen para su visualización. Estos instrumentos son de gran ayuda
debido a que el ojo humano, a veces, no visualiza con nitidez los objetos. Entre
los instrumentos ópticos más conocidos se encuentran: la lupa, que sirve para
observar objetos pequeñitos; los binoculares, permiten ver objetos a distancia;
las lentes, se utilizan para corregir defectos de la vista, tales como: la miopía,
el astigmatismo, la presbicia y otros; la cámara fotográfica, se usa para capturar imágenes; la videocámara, sirve para grabar videos; las gafas de buceo, se
utilizan para ver debajo del agua; el telescopio, es ideal para visualizar objetos
lejanos, como los astros, con mucho más detalle que a simple vista y de vital
importancia para la astronomía; el microscopio, es muy utilizado para observar
objetos o seres vivos muy pequeños, especialmente en los laboratorios de Ciencias, Medicina y otros.
Orientaciones para el/la docente
Para los aprendizajes esperados se recomienda motivar y despertar el interés de
sus estudiantes en la investigación y el estudio de los instrumentos ópticos por
la importancia y aplicaciones que tienen estos en el mundo macroscópico y en
el microscópico. Para realizar el experimento de la actividad de cierre, como sus
estudiantes son de corta edad, necesitarán ayuda para cortar el cartón. Por tanto, lo más recomendable es que el o la docente, en cada grupo, corte el mismo
para evitar accidentes lamentables.
Aprendizajes esperados
Mediante esta Secuencia Curricular los y las estudiantes serán capaces de:
• Identificar el fenómeno de reflexión de la luz en los espejos.
• Inferir que un espejo es un cuerpo opaco.
• Identificar las lentes como cuerpos transparentes que refractan la luz.
• Describir y clasificar los instrumentos ópticos.
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Mapa conceptual
Instrumentos
ópticos
Que se utilizan
para:
Lupa
Observar objetos pequeños
Binoculares
Observar objetos a distancia
Lentes
Corregir la visión
Cámara
fotográfica
Capturar imágenes
Videocámara
Grabar videos
Gafas de
buceo
Permiten ver debajo del agua
Telescopio
Observar objetos muy lejanos
Microscopio
Observar objetos minúsculos
en el laboratorio
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Recursos didácticos digitales
• Para el uso del docente
¿Cómo se comporta la luz en estos lentes? Recurso que explica los lentes, sus
tipos y funcionamiento en el telescopio refractor. Disponible en: http://www.astrored.org/enciclopedia/articulos/telescopios-y-observacion/telescopios/lentes-yespejos-589.html
Exploración del espacio. Explica los usos de instrumentos ópticos. Disponible
en: http://www.astrored.org/enciclopedia/articulos/telescopios-y-observacion/
telescopios/prismaticos-instrumentos-relacionados-con-la-astronomia-451.html
El telescopio espacial Hubble. Describe el telescopio espacial Hubble y explica
su uso e importancia para la observación del espacio exterior. Disponible en:
http://www.astrored.org/enciclopedia/articulos/telescopios-y-observacion/telescopios/el-telescopio-espacial-hubble-382.html
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• Para el uso en el aula
Instrumentos ópticos. Video de 15 minutos de duración que explica los instrumentos ópticos, su historia y usos. Disponible en: https://www.youtube.com/
watch?v=JN8ZqkduH2I
¿Qué hay en tu boca? Microscopio láser
casero (experimentos caseros)
Video de 5 minutos 31 segundos que
explica cómo elaborar un microscopio
casero y observar qué tenemos en la
boca. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=Hjefyi6hS60
Recursos materiales necesarios
para las actividades
Para una mejor comprensión de esta
Unidad, se recomienda llevar al aula:
hoja de papel en blanco, un espejo, lentes de distintos tipos, una lupa, un microscopio, cartón vacío de leche o de
jugo, tijeras, cinta adhesiva y dos espejos redondos de 2 mm. También puede
utilizar láminas de los distintos anexos.
Recursos didácticos
que se aportan como anexo
•Anexo 1. Imágenes para la realización de la actividad No 1.
•Anexo 2. Imágenes para la actividad
No. 2.
•Anexo 3. Imágenes para la actividad
No. 3.
•Anexo 4. Imagen de un microscopio
para realzar la actividad No. 4.
•Anexo 5. Imágenes de varios instrumentos ópticos.
•Anexo 6. Imágenes y procedimientos
para la realización de la actividad
No. 6.
•Anexo 7. Mapa conceptual.
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3. Secuencia didáctica
Tiempo total estimado para todas las actividades
El tiempo total estimado para todas las actividades es de una semana
y 2 días, equivalentes a 7 sesiones de 45 minutos.
1. Actividad de inicio / Identificación de instrumentos ópticos
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Con el objetivo de indagar qué saben los y las estudiantes sobre los instrumentos ópticos, realice la siguiente actividad: Llevar al aula algunos instrumentos
ópticos de uso común, como: lentes, una lupa, una cámara fotográfica, un microscopio y otros. Presentarlos uno a uno a sus estudiantes y preguntarles si
conocen el instrumento que les muestra en ese momento y para qué se utiliza.
Si no tiene facilidad para llevar al aula los instrumentos citados, utilizar las imágenes propuestas en el Anexo 1.
Presentar el video: Instrumentos ópticos y dialogar con sus estudiantes sobre la
importancia que tienen en la vida cotidiana y en investigaciones científicas.
Actividad 2 / Los espejos
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Iniciar esta actividad preguntando a sus estudiantes si recuerdan de la Secuencia anterior los fenómenos de refracción y reflexión de la luz. Oír sus
comentarios y, luego, informarles que, gracias al
conocimiento de los fenómenos de reflexión y refracción de la luz, se pueden construir espejos y
lentes como los que usamos a diario.
Mostrarles los diferentes tipos de espejos que existen. Para esto utilizar las imágenes del Anexo 2.
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Solicitar a sus estudiantes que, en grupos de dos o tres, investiguen: Qué son los espejos, cuáles son los tipos de espejos que existen y cuáles son las características de cada
uno. Que dibujen cada tipo de espejo y los nombren.
Presentar el resultado de sus investigaciones en una puesta en común y colocar sus
dibujos en el mural del aula.
Actividad 3 / Las lentes
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Iniciar esta actividad preguntando a los y las estudiantes si conocen las lentes y si
saben para qué se utilizan. Comente sus respuestas. Aclare que las lentes son instrumentos transparentes capaces de desviar los rayos de luz, disminuyendo o aumentando las imágenes. Estos se clasifican en divergentes y en convergentes, según la
curvatura y la forma en que refractan la luz. Para esta actividad se sugiere utilizar las
imágenes del Anexo 3.
Solicitar a sus estudiantes que escriban, de manera
individual, las características de cada lente y los
usos que se le da a cada una.
Pedirles que dibujen en hojas sueltas
los distintos tipos de lentes.
Luego, preguntar:
• ¿Para qué se utilizan las lentes?
• ¿Cuáles instrumentos ópticos
utilizan lentes?
• ¿Para qué utilizan las lentes
esos instrumentos?
Presentar los resultados de esta actividad en el aula y socializarlos con
sus estudiantes.
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Actividad 4 / El microscopio
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
1. Llevar al aula un microscopio o una lámina con la imagen
de uno. Luego, pedir a sus estudiantes que lo observen.
Darle copia a cada uno del Anexo 4.
2. Dialogar con los estudiantes sobre la utilidad del microscopio en la Ciencias de la Naturaleza, Medicina y
otras áreas. Formar grupos de cuatro y solicitar que
respondan las siguientes preguntas:
•¿Qué es un microscopio?
•¿Qué utilidad tiene el microscopio?
•¿Cuáles partes se distinguen en un microscopio?
Socializar las respuestas en el aula.
Por ultimo, presentar el video: ¿Que hay en nuestra boca? y motivar a los y las estudiantes a
intentar la construcción de algún modelo de microscopio casero como proyecto. Revisar los
proyectos y comentar sobre sus modelos.
Actividad 5 / Uso de algunos instrumentos ópticos
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Formar grupos de 4 o 5 estudiantes, y pedir a cada grupo que observen e identifiquen las
imágenes de los instrumentos ópticos presentados en el Anexo 5 y, luego, escriban el nombre de cada uno.
Solicitar que respondan las siguientes preguntas:
• ¿Qué tienen en común estos instrumentos?
• ¿En qué se diferencia una cámara de una lente para leer?
• ¿En qué se diferencia una lupa de un binocular?
• ¿En qué fenómeno de la luz se basan estos instrumentos?
Dialogar con sus estudiantes sobre la utilidad de cada uno de los instrumentos presentados
en el citado Anexo.
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Actividad 6 / Construcción de un periscopio casero
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Pregunte a los y las estudiantes si han oído
hablar del periscopio, qué tipo de instrumento es y para qué se utiliza. Comente
sus respuestas.
Pídales que investiguen en otros medios
(Internet, enciclopedia, revistas...) la historia del periscopio, quiénes lo usaron por
primera vez y para qué.
Forme grupos y pídales que, siguiendo el
procedimiento presentado en el Anexo 6,
realicen un periscopio casero.
Una vez terminado el experimento, indíqueles que escriban y respondan, en sus cuadernos, las siguientes preguntas:
• ¿Qué utilidad tiene un periscopio?
• ¿Por qué el periscopio se considera un instrumento óptico?
• ¿Qué función desempeñan los espejos o lentes en el periscopio?
• ¿En qué se basa el funcionamiento de un periscopio?
Pida que presenten los resultados de la práctica y de su investigación en una puesta en
común. Exponga en el aula los trabajos realizados.
Finalmente, haga el siguiente resumen a sus estudiantes: Los periscopios son instrumentos utilizados para observar desde una posición oculta. Se basan en el fenómeno
de reflexión de la luz y funcionan de la siguiente manera: La luz entra al cuerpo del
instrumento y recorre una distancia que va desde el ingreso de la luz al tubo, hasta el
ojo del observador.
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7. Actividad de cierre / Composición y funcionamiento
de los instrumentos ópticos.
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Con el fin de evaluar lo aprendido durante el estudio de esta Unidad Didáctica, pedir a
los y las estudiantes que formen grupos y asignar un instrumento óptico a cada grupo.
Pedir que dibujen en una cartulina o papelógrafo su instrumento óptico y que lo nombren. También pedir que se preparen para exponer el funcionamiento, composición y
principios en que se basa el funcionamiento de su instrumento.
Solicitar que elaboren un ensayo sobre la importancia de los instrumentos ópticos y los
últimos avances de la óptica. Pedir que entreguen sus ensayos para evaluar su aprendizaje del tema. Pídales también que completen el mapa conceptual del Anexo 7 y que
se lo entreguen en hojas sueltas.
Evaluar a las y los estudiantes de forma colectiva, según la calidad de la exposición del
grupo y los contenidos de la misma. Evaluar también, de forma individual, su comprensión sobre la Unidad a través del ensayo.
Para la evaluación, verificar que hayan logrado los aprendizajes esperados en esta Secuencia Curricular.
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4. Si observas, trata…
Si observas
Trata
Que algunos y algunas estudiantes no com- De asignar actividades adicionales donde puedan esprenden las diferencias que existen entre tudiarse con mayor detenimiento las características y
los distintos tipos de lentes y los espejos... funciones de ambos.
Que algún o alguna estudiante presenta proDe prestarle ayuda, especialmente al cortar el cartón y
blemas en la realización del experimento de
al pegar los espejos.
la actividad de cierre.
5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante
ANEXO 1| Imágenes para la realización de la actividad No. 5.
Lupa
Binoculares
Lentes
Cámara fotográfica
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ANEXO 2 | Para la actividad No. 2.
Espejo cóncavo
Espejo convexo
ANEXO 3 | Para la actividad No. 3.
Lente convergente
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Lente divergente
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ANEXO 4 | Imagen de un microscopio para realizar la actividad No. 4.
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ANEXO 5 | Varios instrumentos ópticos.
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ANEXO 6 | Imágenes y procedimiento para la realización de la actividad No. 6.
1. Cortar el lado de un envase de cartón de leche o de jugo.
A
D
2. Pegar con cinta adhesiva (tape) los
dos espejos de bolsillo a un ángulo
de 45º (A y B).
3. Cortar los dos agujeros para observar (C y D).
C
B
4. Cerrar el lado abierto del cartón con
cinta adhesiva (tape).
Espejo
Luz entrante
Rayo de luz
Observador
Espejo
Luz reflejada
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ANEXO 7 | Para la actividad de cierre
Instrumentos
ópticos
Que se utilizan
para:
Lupa
Observar objetos a distancia
Lentes
Corregir la visión
Capturar imágenes
Videocámara
Gafas de
buceo
Permiten ver debajo del agua
Observar objetos muy lejanos
Microscopio
Observar objetos minúsculos
en el laboratorio
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