El universo

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Propuesta didáctica: unidad Didáctica
sexto de primaria | ciencias de la naturaleza
El universo
1. Identificación
Área: Ciencias de la Naturaleza
SC 13: El universo
Resumen:
Esta Unidad Didáctica trata sobre el universo: origen, evolución, expansión y las formas
de energía. Se destacan los avances tecnológicos y científicos que han permitido la exploración espacial y el objetivo de los viajes hacia el espacio exterior.
Para facilitar la comprensión de los contenidos de la secuencia, el o la docente deberá
fomentar las actividades interactivas, la investigación de algunos contenidos, la redacción
de ensayos, elaboración de líneas de tiempo y modelos del universo.
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El universo
2. Descripción
Recuerda
El universo es el conjunto de todo lo que existe. Está compuesto por los cuerpos celestes, tales como planetas, estrellas, cometas, asteroides y galaxias, así
como el espacio contenido entre ellos.
Durante siglos el estudio de los planetas ha fascinado a los seres humanos. Los
primeros modelos que trataban de explicar el universo sostenían que nuestro
planeta era el centro del universo y que los demás planetas giraban alrededor
de él. Esta corriente de pensamiento, llamada geocentrista, predominó durante
siglos.
Hoy sabemos que los planetas se mueven describiendo órbitas elípticas alrededor del Sol y que estas órbitas pueden ser descritas por tres leyes físicas. Estas
leyes, denominadas las leyes de Keppler, pueden resumirse como sigue:
•• Primera Ley de Kepler. Establece que los planetas se mueven describiendo
órbitas elípticas alrededor del Sol, el cual está situado en uno de los focos o
extremos de la elipse.
•• Segunda Ley de Keppler. Los planetas recorren áreas iguales en el interior de
la elipse en períodos de tiempo iguales.
•• Tercera Ley de Kepler. Esta ley explica la relación entre el período, tiempo en
que tarda un planeta en dar la vuelta completa al Sol, y la distancia a que se
haya del mismo.
La fuerza que provoca el movimiento de los planetas alrededor del Sol o sobre
su propio eje es la fuerza gravitatoria. Esta puede ser definida como la fuerza de
atracción entre los planetas. La fuerza en que dos cuerpos celestes se atraen
entre sí guarda una estrecha relación con su masa, así como con la distancia a
la cual se encuentren. Este planteamiento está resumido en la Ley de Gravitación
Universal formulada por Isacc Newton en 1687.
Los grandes avances en el estudio del espacio se iniciaron en el siglo XX con el
desarrollo de la tecnología que permitió visitar otros astros.
El desarrollo de sensores de percepción remota y telescopios de gran alcance
ha hecho posible obtener imágenes de planetas nunca antes explorados, como
Marte y Venus, así como el estudio más detallado de galaxias y nebulosas.
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Orientaciones para el/la docente
Cuando trabaje la actividad 1, oriente a sus estudiantes sobre el brillo de los astros opacos. Explique que, aunque los planetas no tienen luz propia, brillan porque
reflejan la luz del Sol y que, a simple vista, se podrían confundir con estrellas.
En la actividad tres, advierta que, por simetría, los y las estudiantes esperarán
que algún objeto físico se ubique en el foco vacío de la órbita elíptica. Explique
que allí no hay ningún otro cuerpo celeste.
Considere orientar el estudio de las leyes de Kepler a un campo completamente
teórico, para ayudar a sus estudiantes a sentir seguridad cuando las estudien.
Explique teóricamente las consecuencias de tales leyes; como el perihelio, el
Afelio y los cambios en la rapidez orbital según la distancia del astro central.
Aprendizajes esperados
A través de esta Unidad Didáctica, los y las estudiantes serán capaces de:
•• Identificar las galaxia, las estrellas y los cuerpos no luminosos y explicar sus
características.
•• Comprender el concepto de fuerza gravitatoria y explicar sus efectos.
•• Explicar cómo sucede el movimiento de los planetas.
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Mapa conceptual
El universo
está formado por
cometas
y asteroides
planetas
y estrellas
galaxias
puede contener
se mueven
describiendo
órbitas elípticas
por la acción
gravitatoria
el espacio
intergaláctico
nebulosas
agujeros negros
está determinada por
la masa de los
cuerpos planetas
la distancia
entre los planetas
Recursos didácticos digitales
Para uso del y de la docente:
•• El concepto de movimiento planetario a través de la historia
En este enlace se muestran las diferentes teorías que trataban de explicar la conformación del Sistema Solar y el movimiento de los planetas, particularmente las tres leyes
de Kepler. El mismo consta de textos breves, ilustraciones y animaciones cortas que le
permitirán explorar el tema con sus estudiantes. Disponible en: http://fisicayquimicaenflash.es/eso/4eso/dinamica/dinam09.html
•• La teoría del Big Bang
Este recurso consiste en un breve documental que explica la teoría del Big Bang. Puede proyectarlo en el aula y, luego, motivar una conversación sobre su contenido. Disponible en: http://www.educaplay.com/es/recursoseducativos/2090085/la_creaccion_
del_univerrso.htm
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Recursos didácticos digitales
Para el uso en el aula
•• Mirando a las estrellas
Este es un excelente recurso para estudiar el tema con sus estudiantes, cuenta con animaciones, actividades, galería
de imágenes de los planetas, líneas de
tiempo sobre los grandes hitos en exploración espacial. Además, cuenta con
secciones que permiten seleccionar el
nivel de dificultad de los contenidos, de
acuerdo al rango de edad del grupo de
estudiantes. Disponible en: http://www.
educa.jcyl.es/educacyl/cm/gallery/Recursos%20Infinity/aplicaciones/astronomia/FWK_astronomia_primaria/index.
html
•• El movimiento de los planetas
Este enlace consiste en una breve animación que explica la evolución en el
estudio del movimiento de los planetas.
Disponible en: https://www.educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=40736
•• ¿Cómo construir un elipse?
Este video muestra cómo construir un
elipse utilizando materiales sencillos.
Disponible en: http://www.educatube.
es/la-elipse/
Recursos materiales necesarios
para las actividades
•• Cartulina.
•• Masilla.
•• Hilo de lana.
•• Chinchetes.
•• Trozo de cartón.
•• Cinta roja.
•• Rollo de papel manila.
•• Pegamento.
•• Tijeras.
•• Lápiz de carbón.
Recursos didácticos
que se aportan como anexos
•• Anexo 1. Para la actividad 1.
•• Anexo 2. Para la actividad 2.
•• Anexo 3. Para la actividad 4.
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3. Secuencia didáctica
Tiempo total estimado para todas las actividades
Tiempo total estimado para todas las actividades: Tres sesiones de 45
minutos y dos sesiones de 90 minutos. 1 semana y dos días de clase.
1. Actividad de inicio / Cuerpos celestes
Duración: 2 sesiones de clase 45 minutos (90 minutos)
Esta actividad se realizarán en dos
sesiones:
Inicie la primera sesión con preguntas de recuperación de experiencias
previas, tales como:
•• ¿Cuáles cuerpos celestes conocen?
•• ¿En qué se diferencia un planeta
de una estrella?
•• ¿Qué es un cometa?
•• ¿Qué nombre tiene la galaxia en
que vivimos?
•• ¿Qué es la Astronomía? ¿Es importante estudiar el universo? ¿Por qué?
Luego de socializar las respuestas, comente que, gracias al estudio del universo,
podemos comprender los fenómenos que pasan a nuestro alrededor tales como
las mareas, el cambio de las estaciones, los eclipses o solticios. También, el estudio de otros planetas nos ayuda a comprender mejor el origen de la Tierra y del
Sistema Solar.
Para ayudar a sus estudiantes a distinguir las características de los principales
cuerpos celestes, muestre la galería de imágenes del Anexo 1 y explique en quéconsiste cada imagen. Proyéctela en el aula o imprima las imágenes en color.
Para la próxima clase organice una excursión a la Sala del Universo del Museo
Nacional de Historia Natural de Santo Domingo, donde sus estudiantes podrán
observar imágenes de diferentes cuerpos celestes tomadas por el telescopio espacial Hubble de la NASA. Luego, pida a sus estudiantes que escriban un reporte
de la experiencia, donde recopilen las informaciones más importantes. Realice un
conversatorio sobre los aspectos de la visita que más llamaron su atención.
Finalmente pida que le entreguen los reportes para su evaluación.
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2. Actividad / Una línea del tiempo
Duración: 1 sesión de clase (45 minutos)
Con la finalidad de resaltar cómo ha
cambiado nuestra concepción del
universo a través del tiempo, desarrolle con sus estudiantes, como
proyecto de toda la clase, la construcción de una línea de tiempo que
refleje los hitos o grandes avances
en el estudio del universo. El recurso Mirando a las estrellas le puede
servir de ayuda, ya que presenta un
ejemplo de cómo realizar una línea
del tiempo.
Lleve al aula una lista de grandes
acontecimientos, tales como: desarrollo de la teoría heliocéntrica, la
invención del telescopio, las promulgación de las leyes de Kepler, la formulación de la teoría del Big Bang,
el alunizaje (primer hombre que pisó
la Luna), la puesta en órbita del primer satélite espacial, entre otras. El Anexo 2A puede servirle para esto.
Solicite a cada estudiante que realice una breve investigación sobre el tema y que
escriba un párrafo resumen sobre la misma, la cual debe presentar en el aula durante
una exposición oral. Motive a sus estudiantes a llevar ilustraciones o fotografías para
enriquecer su exposición. Dedique unos minutos para reflexionar sobre la relevancia
de estos descubrimientos y teorías.
Comente a sus estudiantes que las líneas de tiempo son una forma gráfica de explicar cómo ha evolucionado un hecho o disciplina a través del tiempo. Anímeles a
construir una línea de tiempo sobre los grandes avances en el área de estudio y exploración del espacio. Con esta finalidad, lleve al aula un rollo de papel manila, una
cinta roja, cartulina y pegamento. Extienda el pliego de papel y pegue la cinta en el
centro en forma horizontal (a todo lo ancho del pliego), luego, escriba en trozos de cartulina el año en que ocurrieron los sucesos importantes y una oración que describa
en qué consistió cada uno. Pueden incluir imágenes de los investigadores o modelos
propuestos para hacer su línea de tiempo más llamativa y explicativa. Dedique una
pared del salón para exhibirla durante la semana que se estudiaría este tema. Vea el
modelo que contiene el Anexo 2B.
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3. Actividad / El movimiento de los planetas
Duración: 2 sesiones de clase 45 minutos (90 minutos)
Esta actividad se realizará en dos sesiones.
En la primera sesión, Inicie con preguntas de recuperación de experiencias previas, tales como: ¿Cuáles movimientos describe la Tierra? ¿Qué sucede durante el
movimiento de translación? ¿A qué llamamos órbita?
Luego de discutir las respuestas, comente que Johanes Kepler fue un astrónomo
que vivió en el siglo XVI, cuyo máximo aporte fue el desarrollo de las leyes que describen el movimiento de los planetas. Kepler planteó que los planetas describían
órbitas similares a una elipse, en la cual el Sol se ubicaba en uno de los polos.
La presentación de los recursos: El movimiento de los planetas y ¿Cómo construir un
elipse? servirán de ayuda para realizar las siguientes actividades.
Utilizando dos chinchetas, una hebra de hilo de lana, un trazo de cartón, una hoja de
papel y un lápiz, demuéstreles cómo dibujar una elipse. Coloque el trozo de cartón y,
sobre este, el papel. Ancle las chinchetas sobre el papel formando una diagonal, a
una distancia aproximada de 7 cm. Luego, una los dos extremos del hilo, haciendo
un nudo, y hágalo pasar por los dos chinchetas. Ahora, extienda el hilo con el lápiz y
muévalo dibujando una figura circular, manteniendo extendido el hilo en todo momento. Explíqueles que esta es la figura que describen los planetas durante su órbita.
En la segunda sesión, utilice masilla para construir un modelo para representar la
segunda ley de Kepler. Haga una esfera de masilla de tamaño mediano para representar el Sol, y colóquela en el interior de la elipse ocupando los polos. Construya
una esfera con masilla de tamaño pequeño para representar un planeta. Haga que
el planeta recorra la elipse.
Pregunte a sus estudiantes: ¿Cuál es la a región de la órbita en la cual el planeta se
encuentra más alejado del Sol? ¿Cuál es la región de la órbita en la cual el planeta
se encuentra más cerca del Sol?
Discuta las respuestas con los estudiantes y comente que Kepler denominó a
estas áreas perihelio (más cercana del Sol) y afelio (más lejana del Sol), respectivamente.
Explique que él llamó radio-vector a la línea imaginaria que une el planeta con el
Sol. Kepler sostuvo que el radio-vector recorre áreas iguales en tiempos iguales.
Hágales notar que, para que este planteamiento sea cierto, el planeta debe moverse con mayor velocidad en algunos puntos de su órbita.
Evaluar el nivel de comprensión del modelo desarrollado preguntando: ¿Dónde
piensan que el planeta alcanza mayor velocidad, mientras recorre el perihelio o
mientras recorre el afelio? ¿Cuál es la fuerza que provoca este movimiento?
Finalmente discuta las respuestas, retroalimente sus estudiantes y aclare sus dudas
y confusiones.
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4. Actividad de cierre / Lo aprendido sobre el universo
Duración: 1 sesión de 45 minutos
Con la finalidad de evaluar la comprensión de esta Unidad, pida a sus estudiantes
que elaboren un ensayo sobre los avances logrados en la exploración espacial.
Motívelos a resaltar la relevancia de cada uno de los descubrimientos.
También imprima y lleve al aula la sopa de letras suministrada en el Anexo 3. Forme grupos de 3 o 4 miembros y pídales que identifiquen los conceptos estudiados
en dicha sopa de letras.
Con el objetivo de identificar posibles áreas que requieran ser reforzadas, pregunte:
¿Cuáles contenidos estudiados mostraron mayor dificultad? ¿Cuáles requieren una
explicación adicional? ¿Cuáles estrategias les resultaron más útiles para estudiar
los contenidos como: los modelos, las actividades, los recursos digitales y la visita
al museo?
Evalúe sus estudiantes por medio de los ensayos y la sopa de letras. Evalúe usando como base los aprendizajes esperados de esta Unidad Didactica.
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4. Si observas, trata…
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Si observas
Trata
Dificultad para manejar los nuevos términos utilizados en esta unidad.
De solicitar a sus estudiantes que construyan un
glosario de términos cuya comprensión les resulten
difíciles.
Dificultad para manejar los conceptos
geométricos asociados a los contenidos
estudiados.
De dedicar unos minutos para explicar los conceptos geométricos que se asocian a esta unidad, tales
como radio, potenciación, vector; o los conceptos físicos de masa y distancia. En ocasiones la dificultad
para comprender un concepto básico puede bloquear
la comprensión de los contenidos del área asociados
a este.
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5. Recursos didácticos para el docente y el estudiante
ANEXO 1| Cuerpos celestes
Nebulosa. Son formaciones de polvo celeste y gas.
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Galaxias. Son conjuntos de miles
de estrellas, planetas, polvo y rocas. La galaxia en que vivimos es
la Vía Láctea.
Agujero negro. Son campos magnéticos con la capacidad de atraer
materia, energía y luz.
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Planeta. Son grandes astros esféricos que giran alrededor del
Sol siguiendo una trayectoria casi
circular, llamada órbita.
Cometa. Son astros helados que
giran alrededor del Sol con una
órbita elíptica muy alargada.
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Asteroides. Los asteroides son cuerpos pequeños de forma irregular que orbitan
en torno al Sol.
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ANEXO 2 A | Grandes descubrimientos en Astronomía
Año/Período
Suceso
Relevancia
Siglo XVI
Teoría Heliocéntrica postulada por Nicolás Copérnico.
Aunque los planteamientos de
que la Tierra no era el centro
del universo son anteriores a
Copérnico habían sido propuestas ya en el siglo III por Aristarco de Tamos, fue Copérnico
quien formuló una teoría aportando los argumentos que permitieron la aceptación de este
planteamiento.
1609
Invención del telescopio y
primeras observaciones de
los astros utilizando este
instrumento.
Antes de la invención del telescopio todas las observaciones
eran realizadas a simple vista y
los cálculos eran imprecisos.
1619
Formulación de las leyes de
Kepler
Propuso un modelo para explicar el movimiento de los planetas, que resulta el más satisfactorio hasta nuestros días.
1687
Ley de Gravitación Universal
de Isaac Newton
Describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos
con masa
El cometa Halley
Utilizando la Ley de Gravitación Universal Edmond Halley
predijo la aparición del cometa Halley en el cielo. Este astro había sido observado con
anterioridad en 1531, 1607 y
1682. Halley propuso que este
cometa aparecería en el cielo
cada 76 años.
1759
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Año/Período
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Suceso
Relevancia
Descubierto por William
Herschel, fue el sexto planeta de nuestro sistema
solar en ser descubierto.
1781
Descubrimiento de Urano
1846
Descubrimiento de Neptuno
1915
La teoría de la relatividad de
Albert Einstein
1925
Al medir la distancia de la
nebulosa de Andromeda y
Hubble y el universo en ex- otras nebulosas descubrió
pansión
que se encontraban fuera
de nuestra galaxia y que se
alejaban entre sí.
1927
Georges Lemaitre
1965
Las primeras fotos de Marte
1969
El primer hombre en la Luna
1971
Primer recorrido exploratorio
de Marte por la sonda exploratoria Mars 3
1973
Sobrevuelo sobre Venus y
Mercurio
1931-1937
Surgimiento de la radioastronomía
Sentó las bases para la
teoría del Big Bang.
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ANEXO 2 B | Línea del tiempo: Prehistoria e Historia
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ANEXO 3 | Sopa de letras
1 Científico que formuló las leyes que explican el movimiento de los planetas.
2 Figura que describe la órbita de un planeta.
3 Fuerza que explica la atracción entre cuerpos celestes.
4 Todo lo que existe.
5 Inventó el telescopio.
6 Ciencia que estudia el universo y los cuerpos celestes.
7 Telescopio que recoge imágenes del universo.
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