Identifiquemos propiedades extensivas de la materia

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Propuesta didáctica: unidad de aprendizaje
sexto de Primaria | Ciencias de la naturaleza | Matemática
Identifiquemos propiedades extensivas
de la materia
1.
Secuencias curriculares correspondientes
Área: Ciencias de la Naturaleza
SC 10: La materia: estructura y propiedades
Área: Matemática
SC 10: Operaciones con números enteros
Temporalización: 5 sesiones de 45 minutos, 1 semana.
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Identifiquemos propiedades de la materia
Recuerda
La materia es todo lo que podemos conocer mediante nuestros sentidos. Por ejemplo, tu mochila y tu ropa, el pizarrón, un libro y otros. La materia está formada por
partículas denominadas átomos y estos, a su vez, están formados por protones,
neutrones y electrones. A los protones, los neutrones y los electrones se les llama
partículas fundamentales del átomo. La unión de átomos forma las moléculas.
La materia tiene propiedades que la caracterizan, y la distinguen una de otra, tales
como las extensivas.
Las propiedades extensivas son comunes a toda la materia y dependen de la cantidad o el tamaño de materia que tenemos en un lugar. Algunas de las propiedades
extensivas de la materia son: la masa, el peso, el volumen y la inercia.
•• La masa es la cantidad de materia que contiene cada objeto y se puede medir.
El instrumento que se utiliza para medir la masa se llama balanza. La unidad de
medida de masa en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg).
•• El volumen es el espacio que ocupa un cuerpo. Los cuerpos grandes ocupan un
gran volumen, mientras que los pequeños ocupan un volumen menor. Por ejemplo, una mesa de comedor ocupa más espacio que una silla y, por lo tanto, tiene
un volumen mayor.
Para medir el volumen, debe considerarse si se trata de algo sólido, líquido o gaseoso. El volumen de los líquidos se mide con diferentes objetos, uno de ellos es la
probeta graduada. Las unidades de medida de volumen más usadas son el metro
cúbico (m3) y el litro (L) en el Sistema Internacional.
•• La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado
de reposo o movimiento. Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, será necesaria
más fuerza para moverlo o detenerlo.
Para evidenciar la conexión de esta Unidad de Aprendizaje con la Secuencia Curricular 10 de Matemática, denominada Operaciones con números enteros, proporcionamos aquí un resumen de la misma.
Matemática
Por las características de los números enteros, los cuales son elementos de un
conjunto que reúne números positivos (1,2,3…) y negativos (..., −3, −2, −1), las
operaciones en las cuales intervienen se resuelven de manera diferente a las operaciones con números naturales.
Los números enteros extienden la utilidad de los números naturales para contar cosas: pueden utilizarse para contabilizar pérdidas. También hay ciertas magnitudes,
como la temperatura o la altura, que toman valores por debajo de cero, en el caso
de esta última cuando es por debajo del nivel del mar. Por esa razón, es necesario
aprender ciertas reglas para operar con los números enteros.
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Identifiquemos propiedades de la materia
Situación de Aprendizaje
Varios estudiantes de Quinto Grado estaban conversando en un aula. Andrés
les dice a sus compañeros:
—Ayer, por poco pasa un accidente en mi calle.
Los demás le preguntan:
—¿Por qué? ¿Qué pasó?
Andrés les responde:
—Mi papá se estacionó frente a la casa y creyó que le había puesto el cambio
correspondiente a su vehículo, pero cuando bajó de este, como estaba en una
cuesta, el vehículo se fue moviendo hacia atrás. Mi papá le aplicó una fuerza
y, empujándolo, trató de pararlo, pero no pudo. El vehículo cogió velocidad y se
paró cuando chocó con una pared. Por suerte, no había nadie en la calle.
Los demás estudiantes se quedaron atónitos. Josefa, otra estudiante, pregunta a Andrés:
—¿Por qué tu papá no pudo parar el vehículo siendo él tan fuerte?
Andrés le respondió:
—No lo sé, preguntemos al docente Aurelio a ver qué nos responde. Así sabremos por qué mi papá, por más fuerza que aplicó, no pudo detener el vehículo.
Cuando le preguntaron a Aurelio, este les respondió:
—Mañana vamos a hablar de algunas propiedades de la materia y realizaremos
algunas actividades para dar respuesta a esa pregunta. Haremos conexión con
la Secuencia Curricular número 10 de Matemática, titulada Operaciones con
números enteros.
Competencias fundamentales
•• Competencia Comunicativa.
•• Competencia Científica y Tecnológica.
•• Competencia Resolución de Problemas.
•• Pensamiento Lógico, Creativo y Crítico.
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Competencias
específicas
Ciencias
de la Naturaleza
•Comunica sus ideas
y los resultados
obtenidos en la búsqueda de respuestas a problemas y
fenómenos naturales
relacionados a la interacción y cambios
de la materia.
Contenidos
Ciencias de la Naturaleza
Conceptuales
•Materia.
•Estructura.
•Propiedades extensivas: masa, peso, volumen e inercia.
Procedimentales
•Observación, inferencias y formulación de preguntas sobre la
materia y su relación con partículas en movimiento.
•Descripción de las propiedades extensivas de la materia.
Actitudinales
Indicadores de logro
Materiales necesarios
para las actividades
Ciencias
de la Naturaleza
Ciencias
de la Naturaleza
• Describe la materia,
sus estructura y propiedades extensivas.
• Hojas en blanco.
• Presenta adecuadamente los resultados de
sus experimentos.
• Comunica sus ideas y
los resultados de sus
experimentos usando el
lenguaje de la ciencia.
•Demuestra interés por la comunicación de sus ideas, respeto a
las ideas y diferencias de los demás.
•Demuestra interés por el trabajo individual y colaborativo.
Matemática
Matemática
Matemática
•Resuelve y plantea
problemas utilizando
números enteros
en los contextos
escolar, comunitario
y nacional, documentando el procedimiento utilizado,
registrándolo en
forma estructurada y
comprensible.
Conceptuales
• Estima con precisión
resultados de operaciones con números
enteros.
•Aplica las operaciones con números
enteros a diferentes
situaciones dentro y
fuera de las Matemáticas (temperatura,
masa, volumen,
peso).
•Resolución de problemas que requieran la utilización de números
enteros.
•Multiplicación y división de números enteros.
•Comprensión del sentido de las operaciones y su efecto al operar
con números enteros.
Procedimentales
•Utilización de los números enteros en problemas de la vida
cotidiana.
•Realización de cálculo mental con números enteros.
•Uso de la calculadora para realizar cálculos y comprobar resultados en operaciones con números enteros.
Actitudinales
•Rigor en los procesos seguidos al resolver problemas que impliquen números enteros.
•Perseverancia en el trabajo en Matemática.
•Valoración de los beneficios que aporta el compartir con mis
compañeros el trabajo con los números enteros.
•Interés al comunicar ideas matemáticas de forma clara y coherente que involucren números enteros.
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• Resuelve de forma
correcta operaciones
combinadas con números enteros.
• Resuelve con autonomía problemas del
contexto que impliquen
números enteros.
• Lápices de carbón.
• Balanzas
de semiposición.
• Probetas de diferentes
capacidades.
• Copias de los anexos
1 y 2.
• Bloques de madera de
diferentes tamaños.
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Estrategias y Técnicas de Enseñanza y Aprendizaje
Q
z e
a
B
Expresión oral
Expresión oral
Observación
B
Aprendizaje autónomo
Interpretación
de imágenes
Reflexiones orales
sobre el tema
Reflexiones orales
sobre el tema
Q
z e
a
Resolución
de problemas
Observación
Aprendizaje autónomo
Aprendizaje
autónomo
Resolución de problemas
Puesta en común
Puesta en común
Aprendizaje colaborativo
Aprendizaje
colaborativo
Recursos didácticos digitales
Actividad 1. Masa, volumen y densidad
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/
curso/materiales/propiedades/problema.htm
Actividad 2. Masa, volumen y densidad
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/
curso/materiales/propiedades/problema.htm
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2.
Secuencia didáctica
00:45
Investigamos sobre la materia y medimos la masa de objetos
a
Q
z e
Actividad 1: Inicio
B
Expresión oral
Observación
En este curso, ya sus estudiantes tienen algunos conocimientos sobre la materia. Hágales las siguientes preguntas para determinar qué conocimientos previos
tienen sobre el tema a tratar.
•• ¿Qué es la materia?
•• ¿Qué es la masa?
•• ¿Puede existir materia sin masa? ¿Por qué?
•• ¿Qué partículas contiene la materia?
•• ¿Toda la materia tiene las mismas partículas? ¿Por qué?
•• ¿Cuáles propiedades de la materia conocen? Enumérenlas.
Socialice las respuestas de sus estudiantes e infórmeles que las dudas que tengan
sobre este tema, las irán aclarando en el desarrollo de las próximas actividades.
Presénteles el recurso titulado: Masa, volumen y densidad. Enseñe a sus estudiantes cómo medir masas en una balanza. Luego, si tiene la posibilidad, póngales a medir la masa de diferentes objetos en una balanza física y que anoten
sus resultados.
Orientaciones para la o el docente
Cada estudiante debe aprender a medir la masa del objeto que usted o él decida.
Oriénteles sobre la diferencia que existe entre la masa y el peso. Recuerde que
la masa (m) es la cantidad de materia que tiene un cuerpo o un objeto. Esta se
mide en una balanza y se expresa en kg.
El peso (w) es la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre la masa de los
cuerpos. Esta se llama gravedad (g), se mide con un dinamómetro y su unidad
de medida es el Newton (N). Utilice el Anexo 1 para ver la gravedad de diferentes
astros de nuestro Sistema Solar. El peso se determina con la fórmula: m.g.
Para la próxima clase, pida a sus estudiantes que investiguen en otras fuentes
y respondan las siguientes preguntas: ¿Qué es el peso? ¿Es lo mismo masa que
peso? ¿Por qué?
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Actividad 2
Q
z e
00:45 Identificamos el peso de objetos y medimos volúmenes
a
Resolución
de problemas
B
Expresión oral
Continuando con la actividad del día anterior, pregunte a sus estudiantes si encontraron las respuestas a las preguntas relacionadas con el peso. Comente las
respuestas y póngales a realizar la siguiente actividad.
Matemática
Dígales que, utilizando la Secuencia Curricular número 10 de Matemática, titulada Operaciones con números enteros, resuelvan el siguiente problema: Una sandía tiene en la Tierra una masa de 10.0 kg. La gravedad de la Tierra es de 9.8 m/
s2. ¿Tendrá la sandía el mismo peso en la Tierra que en Marte? ¿Y la masa, varía?
Ver el Anexo 2A donde se presenta la resolución de este problema.
Comente las respuestas con estos.
Luego, presénteles el recurso: Masa, volumen y densidad, donde les enseñará a
medir volúmenes de líquidos y sólidos. Después, póngales a realizar el experimento con probetas físicas para que midan distintos volúmenes en estas.
Orientaciones para la o el docente
Sugerimos les dé copias del Anexo 2B a sus estudiantes para que conozcan las
unidades del Sistema Internacional.
Proponga realizar algunas conversiones de unidades de masa y volumen como
tarea para la próxima clase.
A continuación le proporcionamos algunas igualdades:
•• Unidades de masa
1 kg = 1 000 gramos.
1 kg = 2,25 libras.
1 tonelada = 2 000 libras.
•• Unidades de volumen
1 litro = 1 000 CC.
1CC = 1 Cm3.
1 litro = 1 000 mL.
1 m3 = 264 galones.
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Actividad 3
00:90 Identificamos la inercia de los cuerpos
Aprendizaje
autónomo
Interpretación
de imágenes
Inicie esta actividad, preguntando a sus estudiantes si conocen qué es la inercia. Oiga
sus opiniones y, luego, explique que la inercia expresa la dificultad que presenta un objeto para que una fuerza modifique su estado de movimiento o de reposo. Que mientras
más masa posea un objeto, mayor fuerza se
le debe aplicar para moverlo y que alcance
cierta rapidez, o bien para detenerlo o también para desviar su trayectoria.
Busque bloques de madera de diferentes tamaños y masas. Colóquelos encima de una
mesa, y pida a dos o tres estudiantes que traten de empujarlos de forma individual. Inicie
por los bloques más pequeños y vaya aumentando la dificultad. Que anoten cuáles son
más difíciles de mover y pregunte por qué.
Luego, solicite que muevan algún cuerpo u objeto que tenga mucha masa. Que expliquen
por qué no pueden moverlo, y si lo mueven,
cómo logran hacerlo.
Hágales preguntas como: ¿Cuáles bloques pudieron desplazar al aplicarles una
fuerza? ¿Por qué? ¿Cuáles no lograron mover? ¿Por qué? ¿Pueden explicar ahora
por qué el padre de Andrés no pudo detener el automóvil?
Comente las respuestas de sus estudiantes y aclare cualquier confusión que
tengan sobre el concepto de inercia.
Orientaciones para la o el docente
Informar a sus estudiantes que, en el caso del padre de Andrés y el inconveniente que tuvo con el vehículo que no pudo detener, se debe a que el móvil pesaba
demasiado en comparación con la fuerza que él le aplicó. Es decir, la masa del
vehículo era mayor que la fuerza aplicada, por eso no lo pudo detener. Esa es la
respuesta a la pregunta de la Situación de Aprendizaje.
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Actividad: Cierre
Trabajemos un informe
Q
z e
00:45
a
Reflexiones orales
sobre el tema
B
Puesta en común
Aprendizaje
colaborativo
Realice un resumen de los contenidos de la materia, su estructura y las propiedades extensivas que la caracterizan.
Luego, solicite a sus estudiantes que formen grupos de 4 miembros. Que cada
grupo realice un resumen por escrito en hojas sueltas sobre lo que han aprendido
en esta Unidad de Aprendizaje. El mismo debe contener información sobre la materia, las partículas que la forman y las propiedades extensivas que la caracterizan.
Una vez finalizado el informe, pida las hojas para la evaluación final y presente
los resultados en una puesta en común.
Realice la evaluación de la participación de sus estudiantes en cada actividad
desarrollada en esta Unidad, siempre basándose en los indicadores de logro de
la Secuencia Curricular.
Orientaciones para la o el docente
Si tiene tiempo, le sugerimos ponerles a resolver algunos problemas de conversión de una unidad a otra de masa o de volumen.
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Si observas, trata de…
Si observas
10
Trata
Que algunos y algunas estudiantes tienen dificultad para entender la forma de medir la masa
cuando le presentó el recurso
interactivo en la Actividad 1.
De obtener una balanza para que les explique de forma experimental y no virtual cómo
se mide la masa de un objeto.
Que todavía tienen dificultad
para determinar volúmenes de
sólidos irregulares.
De explicar de nuevo, con un ejemplo de una
medida de volumen de una piedra pequeña
de forma demostrativa.
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Anexos
ANEXO 1 | Gravedad en m/s2 de diferentes astros de nuestro Sistema Solar
Los siguientes son datos aproximados.
Astros
Gravedad
Mercurio
2.8
Venus
8.9
Tierra
9.8
Marte
3.7
Júpiter
22.9
Saturno
9.1
Urano
7.8
Neptuno
11
Luna
1.6
Plutón
0.4
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ANEXO 2A| Solución al problema de la Actividad 2
Una sandía tiene en la Tierra una masa de 10.0 kg. La gravedad de la Tierra es de 9.8
m/s2. ¿Tendrá la sandía el mismo peso en la Tierra que en Marte? ¿Y la masa, varía?
M de la sandía = 10 kg
Gravedad de la Tierra = 9.8 m/s2
Gravedad de Marte = 3.7 m/s2
Peso de la sandía en la Tierra = masa x gravedad = 10 kg x 9.8 m/s2
Peso = 98 kg x m/s2 = 98 Newton
Peso de la sandía en marte = masa x gravedad = 10 kg x 3.7 m/s2
Peso = 37 kg x m/s2 = 37 Newton
Nota: Como se puede observar, la masa de la sandía es la misma en la Tierra que en
Marte, pero el peso varía, porque depende de la gravedad.
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ANEXO 2B| Unidades básicas del Sistema Internacional de medidas
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
Magnitud
Longitud
Masa
Tiempo
Intensidad de corriente eléctrica
Temperatura termodinámica
Cantidad de sustancia
Intensidad luminosa
Nombre
metro
kilogramo
segundo
ampere
kelvin
mol
candela
Símbolo
m
kg
s
A
K
mol
cd
•• Unidad de longitud: metro (m). El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío
por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.
•• Unidad de masa. El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional del
kilogramo.
•• Unidad de tiempo. El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 períodos de la
radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado
fundamental del átomo de cesio-133.
•• Unidad de intensidad de corriente eléctrica. El ampere (A) es la intensidad de una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno
de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.
•• Unidad de temperatura termodinámica. El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Observación: Además de la temperatura termodinámica (símbolo T) expresada en kelvin, se utiliza también la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación t =
T - T0 donde T0 = 273,15 K por definición.
•• Unidad de cantidad de sustancia. El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos
de carbono 12.
Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden
ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de
tales partículas.
•• Unidad de intensidad luminosa. La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección
dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012
hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián.
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