Unidad 1 diplomado.

UNIDAD I
“DEBATES ACTUALES EN LA ENSEÑANZA DE LAS
CIENCIAS NATURALES”
1. ¿QUÉ SE NECESITA PARA ENSEÑAR CIENCIAS?
La docencia es una profesión de gran relevancia social que exige actuar para responder a
una realidad siempre cambiante. Al igual que otras actividades, enseñar ciencias requiere
de una formación idónea y una continua actualización porque las ciencias mismas
evolucionan constantemente, se generan innovaciones didácticas, nuevas propuestas
curriculares y materiales educativos. También cambian, por supuesto, los contextos
educativos y sus actores. Desde hace tiempo, la actividad docente se ha reconocido como
un aspecto crítico en la formación integral de la población infantil y adolescente, y
representa uno de los elementos más determinantes del éxito o fracaso de las reformas
educativas (Guerra, 2009). Como sugieren Hargreaves y Fullan (1992:ix), lo que el
profesorado piensa, sabe y hace en el salón de clases es el factor más determinante en el
tipo de aprendizaje que construyen los estudiantes.
Enseñar ciencias es una tarea profesional creativa, intelectual y emocionalmente
demandante. Es también una forma de interacción humana que por definición involucra
la intención de ayudar a que otros aprendan, es decir, a apropiarse de nuevas ideas,
procedimientos, actitudes y valores relacionados con el mundo de las ciencias
(ocde, 2006; Unesco, 1994). ¿Qué necesitan saber y saber hacer los profesores para
enseñar ciencias de manera efectiva en educación básica?
Es difícil dar una respuesta única a esta pregunta, pues se podrían formular varias a
partir de diversas posiciones teóricas y pedagógicas. Desde hace décadas, ha existido
una preocupación por explorar y describir la base de conocimientos profesionales de
quienes enseñamos, tanto para sustentar la formación de maestros como para apoyar su
reconocimiento social como una actividad profesional (Veerloop et al.,2001).
Desde la perspectiva constructivista y sociocultural, es decir que el conocimiento se
construye en las interacciones sociales, Shulman (1986) identifica algunas áreas de
conocimientos profesionales de los docentes:
Conocimiento
del
contenido
a
enseñar:
se
refiere
al
conocimiento
disciplinario que posee el profesor.
 Conocimiento pedagógico del contenido: o lo que hoy día llamamos didáctica de
ciencias, que integra el conocimiento disciplinario y pedagógico, es decir tanto el
dominio de los temas a enseñar como de las estrategias efectivas para enseñarlos.
 Conocimiento del currículo: la comprensión y manejo de los materiales y programas
que sirven como herramientas para la enseñanza.
 Conocimiento pedagógico general: los principios y estrategias generales para el
manejo del grupo y la organización de actividades en el espacio de enseñanza.
 Conocimiento
sobre
los
aprendices: un
conocimiento
elemental
de
las
características físicas, intelectuales, sociales y afectivas de los estudiantes.
 Conocimiento del contexto escolar, es decir, del funcionamiento del grupo atendido,
la comunidad escolar, la administración y la organización de la escuela.
 Conocimiento de las finalidades educativas: o de los propósitos y valores de la
actividad educativa en cuestión, y de sus fundamentos.
Perrenoud (2004) también ha propuesto un esquema referencial de dominios de
competencias que considera prioritarias en la formación continua del profesorado.
Podemos sintetizar y subrayarlos de la siguiente manera:
 Organizar y animar situaciones de aprendizaje.
 Gestionar el avance gradual en los aprendizajes.
 Atender a la diversidad en el aula y en la escuela.
 Involucrar a los estudiantes para que adquieran responsabilidad por su propio
aprendizaje.
 Trabajar con otros profesores y afrontar dificultades de manera colectiva.
 Participar en la gestión de la escuela.
 Informar e involucrar a los padres.
 Utilizar las nuevas tecnologías y recursos disponibles.
 Afrontar los deberes y dilemas éticos de la docencia.
 Organizar la propia formación continua.
La identificación de áreas de competencia ha orientado tanto la investigación como las
iniciativas para mejorar la formación y el desarrollo profesional de los docentes de
ciencias. Lo más destacable de contribuciones como las de Shulman y Perrenoud es el
interés por centrar la atención en el saber profesional (experticia) derivada de la
experiencia y la práctica; más que en una interminable lista de conocimientos y
habilidades descontextualizadas. Un docente puede dominar una diversidad de
conocimientos teóricos o prácticos, estrategias y técnicas de enseñanza, pero si no logra
comunicarse con los estudiantes de manera efectiva y estos no aprenden ciencias,
todo ese bagaje profesional se vuelve irrelevante. Por ejemplo, entender perfectamente
las leyes de Newton o el desarrollo cognitivo de los adolescentes sirven de poco, si
como docentes somos incapaces de establecer una relación positiva, respetuosa y de
entendimiento mutuo con los estudiantes.1
Varias contribuciones recientes que pretenden identificar las cualidades de un profesor
experto o competente (Unesco, 1996; Feito, 2002; Kortaghen, 2004) han coincidido en
señalar que las relaciones interpersonales y las estrategias de comunicación son dos
ejes centrales del saber docente. Por ejemplo, Castellà y colaboradores (2007:14)
proponen que, junto a los aspectos cognitivos del aprendizaje, debemos poner énfasis
en la relación social que posibilita todo el proceso educativo. Con base en estudios
empíricos, nos proponen una perspectiva del docente como un comunicador eficaz.
1
Los procesos comunicativos en el aula aún requieren ser investigados y mejor comprendidos. A este
respecto, Lira y Guerra (2009) reportan un estudio en el que se analizan dos aproximaciones comunicativas en
el contexto de la enseñanza de la biología en una secundaria mexicana. En él quedan ejemplificados el
discurso dialógico y el discurso autoritativo, que los docentes pueden llegar a reconocer y a usar de manera
propositiva en su interacción con los estudiantes.
Tabla El docente como comunicador en el aula
(Castellà et al.)
Relación interpersonal positiva
Estrategias de gestión del conocimiento
• Capacidad negociadora.
• Sólida formación disciplinaria.
• Identificación con el
• Autonomía en la selección de contenidos.
mundo de los estudiantes.
• Alto grado de energía,
entusiasmo y sentido del
humor.
• Variación en las formas de
presentación de los conocimientos.
• Atención a los intereses e ideas previas
de los estudiantes.
• Madurez emocional.
En cuanto a la capacidad de establecer relaciones interpersonales positivas y las
estrategias de gestión del conocimiento, podemos añadir algo al debate sobre la
importancia de los conocimientos disciplinarios versus las competencias didácticas. La
investigación educativa señala que es la combinación de estos dos elementos la que
suele caracterizar a los docentes competentes (Barnett y Hodson, 2001), de tal manera
que no se ha probado que los profesores con formación científica especializada sean más
competentes que los profesores con formación que incide preferentemente en aspectos
pedagógicos (Zuzovsky et al., 1989). Otro argumento a favor de la necesaria combinación
de conocimiento y competencias para comunicarlo, proviene de las dificultades
que tienen los especialistas en áreas científicas para comunicar sus ideas en textos o
presentaciones orales para no especialistas.
Los programas de formación inicial y las actividades orientadas al desarrollo profesional
de docentes para la enseñanza de las ciencias, intentan equiparlos con los conocimientos
básicos de las disciplinas científicas, las estrategias de enseñanza, las nociones acerca
del currículo y sobre los estudiantes que requieren en su práctica profesional. Sin
embargo, un problema al que se enfrentan es cómo proporcionar todos estos elementos
de manera suficiente, equilibrada y oportuna; ya que no se pueden proveer en una sola
vez y para siempre. Los docentes de ciencias podemos empezar por vernos como
profesionistas que asumimos responsabilidad por nuestro desarrollo profesional. Aun
cuando resulta muy difícil definir la base de conocimientos de cualquier actividad
profesional y no existe un modelo único de “profesor competente”, se pueden mencionar
varios rasgos para valorar personalmente nuestro grado de competencia:
 Estilo personal de comunicación y relación positiva con los estudiantes.
 Dominio satisfactorio de conocimientos científicos.
 Perspectiva moderna y actualizada sobre el mundo de la ciencia.
 Disposición a actuar como facilitador del aprendizaje (preparando actividades,
diseñando experimentos, creando un clima apropiado para aprender).
 Actitud abierta para orientar y motivar el aprendizaje y gusto por las ciencias.
 Atención a los intereses e ideas previas de los estudiantes.
 Disposición
para
recoger
información
relevante
que
señale
el
grado
de
aprendizaje logrado por los estudiantes y cómo mejorar la enseñanza (evaluar tanto
el aprendizaje como la enseñanza).
 Capacidad de incorporar recursos pedagógicos y tecnológicos innovadores.
 Disposición a cooperar con otros profesores para mejorar el currículo, los
materiales de apoyo y las prácticas docentes.
 Capacidad de reflexionar sobre nuestra práctica y de estar abiertos a la mejora
continua, en la perspectiva del profesorado reflexivo.
Barnett y Hodson (2001) sugieren no perder de vista el contexto de enseñar ciencias, pues
los docentes necesitan reconocerse como profesionistas que laboran en un ambiente
educativo con características y demandas particulares. Las demandas que enfrentan en
los niveles de educación preescolar, primaria y secundaria son distintas y exigen grados
de involucramiento y responsabilidad mayores a medida que los estudiantes tienen menor
edad. En este sentido, resulta crucial identificar las áreas de competencia mejor
desarrolladas y aquellas por desarrollar. Esto facilitará tanto compartir con otros
profesores
lo
que se
domina como buscar las oportunidades de formación más
apropiadas a las necesidades individuales.
2. ESTÁNDARES DISCIPLINARIOS PARA LA ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS
NATURALES
Los estándares se presentan organizados en torno a seis temas: Conocimiento científico y
su aprendizaje; Ciencias de la vida; Ciencias físicas y químicas; Ciencias de la Tierra y el
Universo y Habilidades de pensamiento científico.
El tema Conocimiento científico y su aprendizaje contiene los estándares relacionados con
los conocimientos que deben mostrar los docentes sobre los estudiantes de Educación
Básica y cómo estos aprenden, estableciendo que deben
comprender las principales
variables que afectan el aprendizaje y las dificultades de los estudiantes para aprender
ciencias. De la misma manera, se plantean las capacidades que debieran demostrar dichos
profesores y profesoras para enseñar esta área curricular, definiendo que comprenden las
ideas fundamentales de las Ciencias Naturales.
En Habilidades de pensamiento científico, se espera que el docente sepa promover en los
estudiantes las actitudes
estimularlos a establecer
y habilidades propias del pensamiento y quehacer científico;
relaciones entre
la ciencia y su vida; y ser capaces de
seleccionar estrategias y recursos pedagógicos para enseñar estas habilidades.
Los restantes temas contienen estándares que establecen que los futuros profesores y
profesoras deben demostrar conocimientos en las disciplinas involucradas en esta área
curricular y manifestar las habilidades que luego deberán ser capaces de desarrollar en sus
estudiantes. Esto significa que dominan los conceptos fundamentales de Biología, Química
y Física, que les permitirán enseñar a sus estudiantes y demuestran las habilidades de
investigación que deberán desarrollar en ellos. Además, que son capaces de seleccionar
estrategias y recursos pedagógicos para enseñar estas habilidades y que saben cómo
planificar y evaluar los aprendizajes fundamentales del área.
Para promover
estos
aprendizajes
y lograr los propósitos
formativos de esta
área
curricular, no solo es necesario conocer la disciplina y saber enseñarla. Resulta clave que el
profesor o profesora demuestre las habilidades descritas en los estándares pedagógicos,
reflexione sobre su práctica y esté capacitado
aprendizaje
para participar en comunidades de
para su mejoramiento constante; exhiba habilidades comunicativas y de
manejo de tecnologías de la información y comunicación para enseñar; y, además, esté
preparado para promover y mantener en el aula un ambiente que favorezca el aprendizaje.
2.1 CONOCIMIENTO CIENTÍFICO Y SU APRENDIZAJE
Estándar 1:
Conoce cómo aprenden Ciencias Naturales los estudiantes de Educación Básica.
El profesor o profesora, conoce el propósito formativo del área establecido en el currículo
nacional y cómo aprenden Ciencias Naturales los estudiantes de Educación Básica. Sabe
identificar y conoce las preconcepciones y las dificultades del aprendizaje más comunes
que se presentan al aprender Ciencias Naturales y las considera al planificar la enseñanza.
Comprende cómo el desarrollo cognitivo, social y afectivo influyen sobre el aprendizaje de
la disciplina.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Aplica el conocimiento del currículum nacional para los distintos niveles de enseñanza
de Educación Básica, con el fin de diseñar y evaluar la coherencia de planificaciones e
instrumentos evaluativos del aprendizaje de los estudiantes.
2. Comprende que el aprendizaje
del área progresa
desde
lo concreto
a lo más
abstracto, desde lo visible a lo no visible, desde lo cercano a lo más lejano, desde lo
macroscópico a lo microscópico.
3. Conoce formas de identificar las ideas previas de los estudiantes sobre el mundo natural
(como ideas preconcebidas o teorías implícitas) y las concibe como punto de partida del
aprendizaje en Ciencias Naturales.
4. Conoce las preconcepciones más habituales en Ciencias Naturales, su carácter implícito
y su persistencia en los alumnos, pese a demostraciones o explicaciones en el aula por
parte del docente.
5. Comprende que una de las mejores maneras de enriquecer o cambiar estas
preconcepciones, es permitiendo que los estudiantes experimenten por sí mismos con los
fenómenos abordados y enfoquen en ellas la retroalimentación entregada por el profesor.
6. Maneja estrategias para aprovechar las explicaciones intuitivas de los estudiantes sobre
los fenómenos naturales, como hipótesis que pueden ser desafiadas, complementadas y
sometidas a verificación.
7. Reconoce la incidencia del uso de ciertos términos cotidianos en la comprensión de
algunos conceptos o explicaciones a fenómenos naturales.
8. Entiende que el uso de términos, por parte de los estudiantes, no asegura que hayan
comprendido los conceptos abstractos o complejos asociados a ellos, y la necesidad de
aplicar estrategias de verificación continua de su aprendizaje.
Estándar 2:
Comprende ideas fundamentales de las Ciencias Naturales y las características del
conocimiento científico.
El profesor o profesora, sabe que la actividad científica pretende explicar el mundo
natural y material, y que el conocimiento desarrollado permite hacer predicciones sobre
los fenómenos naturales e intervenir en ellos. Comprende y utiliza las ideas fundamentales
de las Ciencias Naturales, identifica los aportes de las disciplinas centrales que la
componen (Física, Química y Biología) y comprende las relaciones que se dan entre ellas
para explicar o interpretar los fenómenos naturales en su complejidad. Finalmente,
comprende la naturaleza social de la producción del conocimiento científico y la influencia
recíproca entre el desarrollo científico, tecnológico y social.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Identifica el mundo natural y material como el objeto de estudio de las Ciencias
Naturales, cuyo propósito es generar explicaciones para comprender, predecir y modificar
los fenómenos naturales.
2. Comprende que las teorías científicas corresponden a modelos teóricos, es decir, son
interpretaciones de los fenómenos del mundo natural aplicables en determinados dominios.
3. Distingue las distintas perspectivas disciplinarias que permiten abordar el estudio de
los fenómenos naturales en toda su complejidad: la Física, que se orienta preferentemente
a la naturaleza e interacciones de la materia; la Química, a la estructura
y la
transformación de la materia; y la Biología, al estudio de los seres vivos y sus interacciones
con el ambiente.
4. Comprende el papel de la energía en los procesos biológicos y en las interacciones y
transformaciones de la materia.
5. Identifica ideas básicas, comunes
a las disciplinas de las Ciencias Naturales, que
deberán comprender sus estudiantes a través del aprendizaje en esta área curricular.
6. Identifica ejemplos del impacto del avance de las Ciencias Naturales en el desarrollo
de tecnologías en ámbitos como la salud, las comunicaciones, preservación del medio
ambiente y utilización de la energía.
7. Explica cómo el desarrollo de instrumentos tecnológicos
(tales como telescopios,
microscopios, termómetros y otros) han favorecido el desarrollo científico.
8. Puede ilustrar que el conocimiento científico es una construcción colectiva que avanza
a través de investigaciones o hallazgos que invalidan o profundizan teorías previamente
aceptadas.
9. Comprende la relación entre sociedad y desarrollo de la ciencia y puede ejemplificar
situaciones políticas, ideológicas o culturales que han favorecido o inhibido posibilidades
de investigación y desarrollo de teorías científicas.
2.2 CIENCIAS DE LA VIDA
Estándar 3:
Comprende los conceptos relacionados con las ciencias de la vida y está preparado para
enseñarlos.
El profesor o profesora, reconoce a la célula como la unidad fundamental de los seres vivos
y distingue sus características esenciales. Comprende que los organismos presentan
distintos niveles de organización y un ciclo de vida marcado por los eventos de nacimiento
y muerte. También, que dichos eventos están ligados por procesos de automantención
(mantención
de la organización gracias a la energía), reproducción (conservación de
características genotípicas) y envejecimiento (deterioro progresivo del funcionamiento).
Identifica e incorpora los contextos biológicos, sicológicos y socioculturales del ser humano
en la comprensión y promoción del autocuidado y el control de la reproducción. Diseña
actividades de aprendizaje e instrumentos para identificar los logros alcanzados por los
alumnos en el desarrollo de dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Identifica a la célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos, y relaciona
las
características
y
funciones
de
ésta
(composición,
organización,
nutrición,
diferenciación) con el funcionamiento de los organismos.
2. Relaciona niveles de organización (biomoléculas, célula, tejido, órganos, organismos,
poblaciones) y características distintivas de los seres vivos con sus funciones vitales (nacer,
desarrollarse, respirar, alimentarse, reproducirse, adaptarse y morir).
3. Identifica los mecanismos de herencia genética y describe, en términos generales, la
función del ADN en la maquinaria celular.
4. Infiere de qué manera la información genética se relaciona con las características
observables en un organismo.
5. Ilustra diferencias y similitudes estructurales entre células de animales, plantas y
bacterias y establece relaciones con las funciones características de estos tipos celulares
como respiración, foto y quimio síntesis.
6. Identifica y caracteriza las estructuras y procesos que forman los sistemas del cuerpo
humano y los relaciona con su funcionamiento y adaptación al medio.
7. Identifica los requerimientos de energía y nutrientes del cuerpo humano y los relaciona
con la dieta y sus problemas de salud.
8. Analiza la sexualidad humana, integrando aspectos biológicos, sicológicos y sociales, y
describe la morfología y mecanismos para la reproducción y su control.
9. Identifica prácticas de autocuidado y avances tecnológicos usados en el diagnóstico y
tratamiento de enfermedades.
10. Analiza e interpreta el currículo relacionado con las ciencias de la vida que esté
vigente y usa sus diversos instrumentos para analizar y formular propuestas pedagógicas y
evaluativas del aprendizaje de los estudiantes.
11. Diseña estrategias de enseñanza para relacionar los conceptos que
relacionen las
ciencias de la vida y conoce estrategias didácticas adecuadas a sus objetivos de
aprendizaje.
12. Aplica métodos de evaluación para constatar el progreso de sus estudiantes en el
aprendizaje
de los conceptos que permiten relacionar las ciencias de la vida y usa los
resultados para retroalimentar el aprendizaje y la práctica pedagógica.
Estándar 4:
Comprende los conceptos fundamentales relacionados con la interacción entre los
organismos y su ambiente y está preparado para enseñarlos.
El profesor o profesora, comprende que los organismos, a partir de su interacción con el
medio, no sólo satisfacen necesidades vitales, sino que, también, evolucionan y modifican
su ambiente. Establece relaciones entre los factores ambientales, los flujos de materia y
energía y los ciclos vitales de los seres vivos. Utiliza los principales sistemas de
clasificación de éstos y comprende los criterios en que se basan. Conoce los principales
impactos
ambientales causados
por el ser humano
y sus consecuencias para los
ecosistemas y la supervivencia humana. Comprende teorías respecto al ori- gen de la vida y
la evolución de las especies, en particular, la teoría de la evolución por selección natural.
Diseña actividades de aprendizaje e instrumentos para identificar los logros alcanzados por
los alumnos en el desarrollo de dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Caracteriza los principales cambios estructurales y de relación con el hábitat,
involucrados en las etapas del ciclo de vida de los seres vivientes.
2. Distingue, caracteriza y representa niveles de organización de la biósfera y establece
las relaciones que se dan entre los organismos
y el medio que los rodea para, así,
satisfacer necesidades vitales.
3. Clasifica organismos vivientes, identificando las características que permiten
diferenciar o agrupar categorías.
4. Identifica los procesos y consecuencias del flujo de materia y energía en los
ecosistemas, representándolos en diagramas, tales como tramas tróficas.
5. Relaciona aspectos como la mortalidad, la natalidad, la competencia, la colaboración,
la depredación y factores físicos del medioambiente con las dinámicas de poblaciones y
eco- sistemas.
6. Identifica y describe teorías acerca del origen de la vida y los cambios ocurridos en la
Tierra que permiten explicar la presencia de los organismos que hoy la habitan.
7. Relaciona la diversidad de las especies con teorías reconocidas que explican los cambios
y la evolución de la vida en la Tierra. En particular, comprende los aspectos centrales de
la teoría de la evolución por selección natural, las evidencias que la sustentan y su impacto
en la cultura.
8. Establece relaciones
entre
diversas actividades
humanas
y cambios en los
ecosistemas, reconociendo el papel que puede tener la actividad científica en el diseño
de posibles medidas para atenuar su impacto.
9. Analiza e interpreta el currículo referido a conceptos fundamentales relacionados con
la interacción entre los organismos y su ambiente que esté vigente y usa sus diversos
instrumentos para analizar y formular propuestas pedagógicas y evaluativas del aprendizaje
de los estudiantes.
10. Diseña estrategias de enseñanza, referidas a los conceptos fundamentales vinculados
con la interacción entre los organismos y su ambiente y conoce estrategias didácticas
adecua- das a los objetivos de aprendizaje.
11. Conoce y sabe aplicar métodos de evaluación para constatar el progreso de sus
estudiantes en el aprendizaje de los conceptos fundamentales, relacionados con la
interacción entre los organismos y su ambiente y usa los resultados para retroalimentar el
aprendizaje y la práctica pedagógica.
2.3 CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
Estándar 5:
Comprende conceptos fundamentales relacionados con las ciencias físicas y químicas y
está preparado para enseñarlos.
El profesor o profesora, identifica y caracteriza las diferentes fuerzas de la naturaleza y
reconoce que las fuerzas que se experimentan día a día son producto de interacciones de
los objetos. Además, conoce el contexto, efectos y modelos explicativos de las fuerzas que
actúan en el entorno cotidiano. Demuestra dominio conceptual y práctico de las unidades
de medida y simbologías que permiten cuantificar los movimientos de los cuerpos, como
las fuerzas y la energía involucradas. Comprende que la energía se conserva, transforma y
transfiere y se manifiesta a través de sus transformaciones en la naturaleza. Conoce y
caracteriza fenómenos electromagnéticos y sus aplicaciones. Comprende que la energía y
la materia se conservan y se pueden transformar e identifica al átomo como un concepto
fundamental para comprender la estructura y las propiedades de la materia. A partir de
estos conocimientos, sabe que la materia se presenta en diferentes estados, dependiendo
del nivel de agitación de las moléculas y la fuerza de las interacciones. Distingue entre
cambios físicos y reacciones químicas de la materia y, además, comprende las bases de las
reacciones químicas. Diseña actividades de aprendizaje e instrumentos para identificar los
logros alcanzados por los alumnos en el desarrollo de dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Distingue las fuerzas responsables de la estabilidad del átomo y del núcleo atómico.
2. Reconoce que, en el contexto cotidiano macroscópico, actúan las fuerzas gravitatoria
y electromagnética e identifica situaciones donde estas fuerzas se manifiestan.
3. Reconoce que los cambios en el movimiento de un cuerpo, son producidos por fuerzas,
es decir, por interacciones entre cuerpos y que la magnitud de dicho cambio, depende de
la magnitud de la fuerza ejercida y de la masa del cuerpo sobre el cual actúa.
4. Distingue, describe y representa movimientos y las fuerzas que actúan sobre un cuerpo
en reposo o en movimiento, mediante ecuaciones, diagramas y gráficos.
5. Relaciona la idea de inercia con el concepto de masa de un cuerpo, asociándolo con
situaciones de la vida diaria.
6. Identifica la ley de la conservación de la energía, reconoce que la energía es una
magnitud asociada al calor, la luz, la electricidad, el movimiento y las reacciones químicas
y que puede transformarse de una forma a otra e identifica diferentes manifestaciones,
modos de transmitirse y transformaciones de la energía en situaciones cotidianas.
7. Identifica aspectos generales básicos de la teoría electromagnética y reconoce que la
corriente eléctrica se origina en cargas en movimiento (electrones).
8. Describe la función de los elementos principales de un circuito y las transformaciones de
energía que se producen en él.
9. Identifica y relaciona entre sí, los principales experimentos, descubrimientos, modelos
y teorías que llevaron al conocimiento actual del átomo y la materia.
10. Comprende la ley de la conservación de la energía y la relaciona con cambios de estado
y transformaciones de la materia.
11. Puede establecer relaciones entre los estados y propiedades de la materia con la
interacción entre los átomos, las moléculas y los iones que la componen.
12. Identifica reacciones químicas simples en el entorno
cotidiano y reconoce
los
elementos que intervienen y las condiciones en que ocurren.
13. Comprende que la velocidad de las reacciones químicas depende de varios factores,
entre los que se encuentran la presencia o ausencia de catalizadores.
14. Reconoce que en un cambio químico se rompen enlaces y se forman otros, y que se
puede absorber o liberar energía.
15. Identifica y maneja adecuadamente las magnitudes propias de la química, relacionadas
con la cantidad de materia y su concentración en una mezcla.
16. Identifica el proceso de disolución, dilución y técnicas simples de separación de
mezclas
(decantación,
filtración,
tamizado
y
destilación)
y
las
magnitudes
correspondientes. Reconoce aplicaciones de estas técnicas en la industria, la vida cotidiana
y la naturaleza.
17. Analiza e interpreta el currículo referido a conceptos fundamentales relacionados con
las ciencias físicas y químicas, que esté vigente y usa sus diversos instrumentos para
analizar y formular propuestas pedagógicas y evaluativas del aprendizaje de los
estudiantes.
18. Diseña estrategias de enseñanza referidas a los conceptos fundamentales relacionados
con las ciencias físicas y químicas
y conoce
estrategias didácticas adecuadas a sus
objetivos de aprendizaje.
19. Conoce y sabe aplicar métodos de evaluación para constatar el progreso de sus
estudiantes en el aprendizaje
de los conceptos fundamentales relacionados
con las
ciencias físicas y químicas y usa los resultados para retroalimentar el aprendizaje y su
práctica pedagógica.
2.4 CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL UNIVERSO
Estándar 6:
Comprende los conceptos fundamentales de las Ciencias de la Tierra y el Universo y
está preparado para enseñarlos.
El futuro profesor o profesora, conoce teorías sobre el proceso de formación y
las
principales características de diversos cuerpos celestes. Comprende que la Tierra está
formada por capas activas geológicamente. Conoce el origen y características de las
principales fuentes de energía renovables y no renovables existentes en la Tierra. Sabe que
la posición relativa de la Tierra en el Sistema Solar, los compuestos y elementos químicos y
el desarrollo de procesos físicos y químicos asociados a su estructura, permiten el
desarrollo de la vida. Analiza fenómenos naturales (atmosféricos y terrestres) en base a
procesos de intercambio de energía presentes en la Tierra y el impacto de la actividad
humana sobre dichos fenómenos. Diseña actividades de aprendizaje e instrumentos para
identificar los logros alcanzados por los alumnos en el desarrollo de dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Describe las principales estructuras que forman el Universo, su proceso de formación,
las características del sistema solar, del Sol, la Tierra y la Luna, y de los demás planetas,
utilizan- do las teorías más aceptadas.
2. Explica los efectos de los movimientos
relativos de la Tierra, el Sol y la Luna en
diferentes fenómenos naturales observados.
3. Identifica y caracteriza las capas que componen la estructura de la Tierra (núcleo,
manto, corteza, atmósfera) y la dinámica que las caracteriza.
4. Describe algunos cambios geomorfológicos que ha sufrido la Tierra desde su formación y
explica sus causas.
5. Explica la formación y existencia de diversos tipos de suelos.
6. Identifica características físicas y químicas que permiten el desarrollo de la vida en el
planeta, en particular, las características fisicoquímicas del agua.
7. Identifica algunas de las transformaciones que ha sufrido la superficie (corteza e
hidrósfera) y la atmósfera terrestre, debido a la intervención humana.
8. Explica, en términos simples, algunos fenómenos climáticos sobre la base de procesos de
transformación de energía.
9. Explica la ocurrencia de sismos, las erupciones volcánicas y algunos de los procesos de
transformación de la corteza terrestre, sobre la base de la teoría de la tectónica de placas.
10. Analiza e interpreta el currículo referido a conceptos fundamentales de las Ciencias de
la Tierra y el Universo que esté vigente y usa sus diversos instrumentos para analizar y
formular propuestas pedagógicas y evaluativas del aprendizaje de los estudiantes.
11. Diseña estrategias de enseñanza, referidas a los conceptos fundamentales de las
Ciencias de la Tierra y el Universo y conoce estrategias didácticas adecuadas a sus
objetivos de aprendizaje.
12. Conoce y sabe aplicar métodos de evaluación para observar el progreso de sus
estudiantes en el aprendizaje de los conceptos fundamentales de las Ciencias de la Tierra y
el Universo y usa los resultados para retroalimentar el aprendizaje y la práctica
pedagógica.
2.5 HABILIDADES DE PENSAMIENTO CIENTÍFICO
Estándar 7:
Demuestra las habilidades de pensamiento científico que deberá desarrollar en los
estudiantes.
El profesor o profesora, tiene y puede transmitir interés por el mundo natural y material.
Sabe que la curiosidad sobre los fenómenos naturales es el punto de partida del quehacer
cien- tífico. Comprende que en la base de la práctica científica está la capacidad de
hacerse preguntas y transformarlas en hipótesis, sacar conclusiones
considerando la
evidencia disponible, mantener una actitud de escepticismo ante explicaciones sobre
fenómenos naturales y aceptar la naturaleza provisoria del conocimiento. Es capaz de
seleccionar, determinar y observar variables, manipular instrumentos, medir, registrar,
modelar e interpretar
lo observado, concluir y comunicar procesos, resultados y
conclusiones.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Formula preguntas y plantea hipótesis para manifestar y transmitir su curiosidad sobre
los fenómenos de la naturaleza.
2. Distingue las preguntas que pueden responderse a través de la ciencia de aquellas que
no.
3. Diseña o selecciona modelos o experimentos simples que permitan responder preguntas
sobre fenómenos del mundo natural y material, e implementa técnicas experimentales
básicas y define procesos de medición, registro, análisis e interpretación de datos.
4. Reconoce la importancia de comunicar resultados de experiencias de indagación,
desarrollando sus habilidades lingüísticas para transmitirlos y utilizando conceptos y
estrategias propios de las Ciencias Naturales.
5. Analiza la metodología y resultados de una investigación, su coherencia con las
preguntas que se busca resolver y la rigurosidad de su desarrollo.
6. Reconoce que el conocimiento científico está en permanente construcción y se
desarrolla de distintas formas, entre las que se incluyen la experimentación, el análisis
crítico de otros estudios y la elaboración de análisis teórico.
7. Interpreta información científica, utilizando conocimientos matemáticos y estadísticos
básicos.
8. Es capaz de utilizar textos científicos y recursos tecnológicos para ampliar y profundizar
su comprensión de las Ciencias Naturales.
9. Relaciona el desarrollo de las Ciencias Naturales con el compromiso de valores, tales
como, honestidad intelectual, disciplina, orden, apertura y aceptación de las críticas y
espíritu de colaboración.
10. Argumenta en torno a la dimensión ética de avances científicos como, por ejemplo, la
clonación, la utilización bélica de la energía atómica, y otros avances de dominio público.
11. Utiliza tecnologías
de información y comunicación, para apoyar las actividades de
obtención, registro, organización y procesamiento de datos de una investigación, así como
para la comunicación de sus resultados y para el manejo de modelos simples.
Estándar 8:
Está preparado para desarrollar habilidades científicas en los estudiantes.
El profesor o profesora, sabe promover el desarrollo de actitudes y habilidades propias del
pensamiento y quehacer científico, en concordancia con los contenidos y objetivos del
currículo y con los intereses de los estudiantes. Puede diseñar actividades donde los
estudiantes elaboren preguntas, hipótesis e interpretaciones. Está consciente
de la
importancia del trabajo colaborativo entre los estudiantes y diseña instancias para ello.
Sabe cómo estimular a los estudiantes a complementar sus observaciones con información
científica proveniente de distintas fuentes y así fundamentar sus conclusiones. Finalmente,
es capaz de presentar a los estudiantes el conocimiento científico como explicaciones o
interpretaciones de un fenómeno y no como una verdad inalterable. Diseña actividades de
aprendizaje e instrumentos para
identificar los logros alcanzados por los alumnos en el
desarrollo de dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Promueve las actitudes que caracterizan el pensamiento y el quehacer científico,
tales como la curiosidad, apertura
a nuevas ideas y el escepticismo
frente a
interpretaciones sobre los fenómenos naturales.
2. Selecciona fenómenos naturales que resulten interesantes para los estudiantes y hace
preguntas que promuevan en ellos la elaboración de predicciones, el desarrollo de
experiencias de indagación y la integración de conocimientos.
3. Maneja estrategias para aprovechar las explicaciones intuitivas de los estudiantes sobre
los fenómenos naturales como hipótesis que pueden ser desafiadas, complementadas y
sometidas a verificación.
4. Es capaz de proveer a los estudiantes diversas oportunidades para hacerse preguntas,
plantear
hipótesis, observar, recolectar datos, desarrollar interpretaciones y modelos
basados en evidencias y comunicar ideas a sus pares, incentivando el trabajo en equipo y
el uso de conceptos propios de las Ciencias Naturales.
5. Puede enseñar explícitamente habilidades necesarias para el trabajo en el área, tales
como comparar, relacionar, seleccionar información, registrar datos, analizar, sintetizar y
sacar conclusiones.
6. Crea oportunidades para que los estudiantes ejerciten sus habilidades cognitivo
lingüísticas para, por ejemplo, describir, justificar, explicar y argumentar sus experiencias
de aprendizaje de las Ciencias Naturales.
7. Diseña instancias donde los estudiantes puedan comprender el sentido y los requisitos de
la experimentación, resaltando
que el valor de un experimento no radica en la
comprobación de una determinada hipótesis, sino en la posibilidad de descartar o
aproximarse a explicaciones cada vez más sustentadas en evidencia y de encontrar modos,
cada vez más válidos y confiables, de aproximarse a los fenómenos naturales.
8. Desarrolla experiencias donde los estudiantes puedan apreciar la ciencia como un
proceso para ampliar nuestra comprensión del mundo y no como una verdad inalterable.
9. Desarrolla actividades que permitan a los estudiantes distinguir entre explicaciones de
carácter científico y otro tipo de explicaciones (opiniones, explicaciones religiosas,
míticas, entre otras).
10. Propone, como actividades de aprendizaje, formas diversas de registrar, organizar y
comunicar la información recopilada, tales como tablas, esquemas y resúmenes.
11. Selecciona y presenta ejemplos
de cambios en el conocimiento científico,
demostrando que éste no constituye una verdad inalterable, ya que puede cambiar en el
tiempo como fruto de la investigación, la interacción entre científicos y el desarrollo de
tecnologías.
12. Reconoce oportunidades para desarrollar en los estudiantes sus competencias en el uso
de tecnologías de información y comunicación para acceder, evaluar, seleccionar y
presentar información.
13. Identifica oportunidades en el proceso del aprendizaje de las Ciencias Naturales para
la formación valórica de sus estudiantes, derivadas del compromiso con valores tales como
la honestidad intelectual, disciplina, orden, apertura y aceptación de las críticas y el
espíritu de colaboración.
Estándar 9:
Es capaz de motivar a los estudiantes a establecer relaciones entre su vida cotidiana y
los conocimientos científicos.
El profesor o profesora, puede reconocer momentos propicios, dentro del proceso de
enseñanza y aprendizaje, para proporcionar a los estudiantes la posibilidad de indagar
sobre el impacto de las ciencias en la cultura, economía,
sociedad y tecnología.
Del
mismo modo, puede diseñar e implementar actividades que promuevan en los estudiantes
el uso de conocimientos y habilidades propias de las Ciencias Naturales para enfrentar
problemas de diferente índole, facilitándoles la toma de decisiones o la propuesta de
soluciones frente a situaciones que los involucran. Diseña actividades de aprendizaje e
instrumentos para identificar los logros alcanzados por los alumnos en el desarrollo de
dichas habilidades.
Lo que se manifiesta cuando:
1. Planifica actividades para utilizar el conocimiento científico en la toma de decisiones o
en la resolución de problemas en diferentes ámbitos de interés para los estudiantes.
2. Desarrolla actividades que motiven a los estudiantes a leer artículos de periódicos u
otros medios relacionados con el quehacer científico, promoviendo su análisis, crítica y
discusión en clases.
3. Sabe cómo motivar a los estudiantes a utilizar sus conocimientos científicos para evaluar
puntos de vista divergentes frente a situaciones cotidianas o de interés público y, además,
a asumir una posición propia.
4. Diseña actividades que permitan a los estudiantes relacionar el desarrollo tecnológico
con los avances de la ciencia y con las necesidades de la sociedad en determinados
contextos históricos.
5. Diseña instancias donde los estudiantes comprendan que el desarrollo científico modifica
la relación del ser humano con el medio y genera oportunidades para reflexionar sobre sus
efectos positivos y negativos sobre la calidad de vida presente y futura.
6. Desarrolla oportunidades de aprendizaje para que los estudiantes aprecien el desarrollo
de la ciencia desde su contexto histórico y social, usando ejemplos sacados desde las
Ciencias Sociales y que incluyan científicos nacionales y extranjeros, hombres y mujeres.
3.
CIENCIAS DE LA VIDA
3.1 LA CÉLULA: UNIDAD DE LOS SERES VIVOS
La
célula
es
una
masa
de
protoplasma capaz de reproducirse
en
un
medio
libre
sistemas
vivientes.
es
recinto
un
cuyo
interior
de
Cada
célula
minúsculo
en
ocurren
las
reacciones
fisicoquímicas
necesarias
para
la
conjunto
se
conoce
metabolismo.
La
vida,
célula
sistema físico-químico
delimitado
otros
por
cuyo
como
es
un
complejo,
una membrana selectivamente permeable, capaz de mantenerse,
diferenciarse y, generalmente, autoduplicarse de forma independiente en un ambiente
con un agrado de complejidad inferior al suyo.
Las células presentan una serie de características
comunes:
1. Están constituidas por protoplasma, sistema complejo, específicamente integrado
y coordinado, equilibrado, dinámico, autorregulado y automantenible, formado por
moléculas orgánicas, polímeros, iones inorgánicos y agua, que conforman un sistema
polifásico en el que predominan las características de coloide hidrófilo.
2.
Están rodeadas por una membrana lipoproteica (membrana plasmática), que
las separa
del
medio
circundante.
La
membrana
plasmática
actúa
como
una
barrera selectiva altamente dinámica sobre la que actúan mecanismos de transporte
molecular y mantiene
un medio interno
constante
dentro de
estrechos límites
favorables a su metabolismo.
3.
Contienen información genética codificada en un centro de control formado por el
ácido desoxirribonucleico (ADN
o
DNA).
Su
información se
transcribe en
ácido ribonucleico (ARN o RNA) y se traduce en proteínas, con participación de
ribosomas. El ADN contiene las instrucciones necesarias para el crecimiento y la
especialización celular.
4.
Poseen una máquina metabólica que les permite obtener energía externa y
utilizarla en mantener sus procesos vitales y sintetizar macromoléculas típicas de su
estructura.
5.
Los cambios metabólicos energéticos están mediados por nucleótidos con tres
grupos fosfato, principalmente, sistema ATP-ADP.
6.
Perpetúan la información necesaria para mantener su estructura y funciones, a
través de ciclos de replicación indefinidamente. Se reproducen mediante un proceso
ordenado de división, previa duplicación interna de parte de sus componentes
seguido por crecimiento.
3.2 LOS SERES VIVOS
3.2.1 Diversidad biológica
La diversidad biológica es la variedad de formas de vida y de adaptaciones de los
organismos al ambiente que encontramos en la biosfera. Se suele llamar también
biodiversidad y constituye la gran riqueza de la vida del planeta.
La diversidad biológica, que constituye la base de la existencia humana, no alude solo a
la suma de ecosistemas, especies y genes, sino que abarca y comprende la variabilidad
dentro y entre ellos.
La biodiversidad es la clave para la seguridad ambiental del ser humano a largo plazo.
Ofrece al
hombre
muchos
servicios:
descompone residuos, equilibra
materiales
para
el
limpia
clima,
el
brinda
sostener
cantidad
de
el
agua
alimentos,
y
resinas,
la
tierra,
fármacos,
la construcción, fibras textiles, etcétera. Es decir, innumerables
materias primas que nos alimentan, nos dan abrigo,
permiten
aire,
nos
nuestras múltiples actividades sobre
especies
ayuda
a
sostener
las
mantienen
el
planeta.
sanos y nos
Una
gran
condiciones ambientales que nos
permiten vivir sobre la Tierra, y asegura nuestra resistencia ante los cambios dañinos
en el entorno.
La Biodiversidad o diversidad biológica se refiere a tres cosas:
• La diferencia que existe entre individuos de una misma especie.
• La variedad de especies que viven en un ambiente o sistema.
• Los distintos tipos de ecosistemas que existen.
3.2.2 Clasificación de plantas y animales con criterios individuales y convencionales
La gran cantidad y diversidad de animales que habitan nuestro planeta ha
obligado a clasificarlos de muchas maneras. Algunas son bastante complejas y requieren
conocimientos muy especializados.
Por ejemplo se puede dividir a los distintos animales según características propias y
fáciles de entender:
 Según su capacidad de moverse, serán cuadrúpedos o
bípedos.
 Según la estructura interna de su cuerpo, serán vertebrados o
invertebrados
 Según el medio que habitan o en el cual se desplazan, serán
terrestres o acuáticos.
 Según su tipo de alimentación, serán herbívoros o carnívoros. Estas clasificaciones
no son todas, pero sirven para empezar.
Debe tenerse en cuenta que estas clasificaciones no son excluyentes y los animales
pueden tener varias características y pertenecer a varios grupos.
3.2.3 Organismos productores y consumidores en el ecosistema
Si se analiza el ecosistema desde el punto de vista de su estructura, podemos agrupar
los organismos en niveles tróficos. Se trata de un conjunto de transferencia de alimentos
que se establece entre un grupo de organismos de un ecosistema y otro. La cadena está
formada por eslabones (no más de cuatro o cinco) de grupos de seres vivos de forma
que cada uno de ellos se alimenta del anterior.
El primer
eslabón
de
las
cadenas
alimenticias
lo componen las algas y plantas
verdes de organismos productores.
A estos niveles también se les denomina cadena trófica y, en base a las ramificaciones
laterales que existen, también se habla de red trófica. Los productores o autótrofos son
micro y macroorganismos, que realizan una labor de sintetizado y almacenamiento de las
sales minerales extraídas del biotopo y la energía solar en su espectro visible. La
energía que reciben una vez transformada es acumulada como energía química.
Los consumidores viven de
la materia
orgánica que elaboran
los productores.
Se distinguen dos niveles, los consumidores propiamente dichos o consumidores de
materia fresca y los detritívoros o saprobios.
En paralelo con estos consumidores se puede situar a los omnívoros o diversívoros,
los cuales incluyen en su alimentación no solo productores, sino
también
a otros
consumidores, ejemplo: el oso, jabalí e incluso los propios seres humanos.
3.2.4 Elementos que necesitan las plantas para crecer y
desarrollarse. Proceso de fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso por el cual las
plantas convierten la energía luminosa del sol en
energía química.
A través
de
transforman
este
proceso,
las
plantas
agua (absorbida del suelo por las
raíces) y dióxido de carbono (absorbido del aire
por
las
hojas)
en
azúcar
(glucosa) - comida
para la planta.
La energía proveniente de la luz del sol es captada
por la clorofila (pigmento verde) contenida en los
cloroplastos.
Los cloroplastos son
moléculas de
clorofila que están dentro de las células de las
plantas. Por medio de la clorofila, las hojas
sintetizan azúcar con lo que elaboran sus propios tejidos y así la planta crece y se
hace más grande. La presencia de clorofila es esencial para el proceso de la fotosíntesis,
entonces, todas las plantas verdes –o plantas que contienen el pigmento verde, clorofila-
hacen este proceso. La fotosíntesis solo puede ser realizada por las plantas. Los
vegetales sirven de alimento a los animales herbívoros (como el ciervo) y éstos a
los carnívoros (como los humanos) - por lo que la fotosíntesis constituye el punto de
partida de todas las cadenas alimentarias-.
3.3 Ciclo de vida de los seres vivos
Todos los seres vivos cumplen con un ciclo de vida: nacen, crecen, se reproducen y
mueren. Este ciclo se desarrolla en ambientes o ecosistemas específicos, los cuales
tienen gran influencia sobre los organismos que los habitan. Por lo tanto, se considera
ciclo de vida aquel período que incluye todas las diferentes generaciones de una especie
que se suceden mediante la reproducción, ya sea a través de la reproducción asexual o
sexual.
3.3.1 Reproducción asexual
La reproducción asexual está relacionada con el mecanismo de división mitótica.
Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad
se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En
este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametos, y casi no existen
diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias
son causadas por mutaciones.
3.3.2 Reproducción sexual
La mayoría de los organismos eucariotas se reproducen sexualmente, proceso en el que
se dan dos hechos fundamentales: la fecundación y la meiosis. En este tipo de
reproducción, dos células sexuales o gametos se unen en el proceso de fecundación
para formar una nueva célula, huevo o cigoto. La fecundación, por tanto, es el
medio por el cual las dotaciones genéticas de los progenitores se unen para formar la
nueva identidad genética (genoma) de la nueva generación. Los gametos al unirse,
cada uno aporta su dotación genética: para mantener constante el número de
cromosomas de la especie, las células germinales sufren un proceso de división celular
especial, denominado meiosis, por el cual la dotación cromosómica queda reducida a la
mitad (dotación haploide). Así, al unirse dos gametos, el cigoto resultante tendrá un
número de cromosomas completo o doble (dotación diploide). Esta recombinación
cromosómica aumenta la variabilidad genética y constituye una ventaja para las especies,
ya que es una fuente de plasticidad evolutiva. Al ser cada individuo resultante de la
reproducción sexual una combinación de genes y una nueva, las especies que se
reproducen sexualmente tienen una mayor variabilidad genética y disponen de más
estrategias para sobrevivir frente a los cambios ambientales.
3.4 EL CUERPO HUMANO
3.4.1 Sistemas del cuerpo humano
3.4.1.1 Sistema respiratorio
El aparato respiratorio es el conjunto de
estructuras que permiten la captación de
oxígeno y la eliminación del anhídrido
carbónico producido en la respiración
interna.
En
el
hombre
el
proceso
respiratorio tiene como órgano central a
los pulmones, vísceras
situadas en el
tórax, a ambos lados del corazón. Para
llegar a los mismos, la sangre venosa y el
aire atmosférico siguen caminos distintos:
aquélla accede a través de las arterias
pulmonares y éste por un largo conducto
que
comprende
las
fosas
nasales,
la
faringe, la laringe, la tráquea y los
bronquios.
Transporte de oxígeno: cuestión de presión
Cuando el aire penetra en los pulmones y llega a los alvéolos pulmonares, el
oxígeno atraviesa sus delgadas paredes y pasa a los capilares sanguíneos, que los
rodean como una fina red.
La hemoglobina, una proteína de los glóbulos rojos de la sangre,
oxígeno del aire inspirado
distribuye,
y
lo transporta
al
corazón,
recoge
desde
el
donde
se
a través de las arterias, a todas las células del organismo. Los glóbulos
rojos recogen el dióxido de carbono de las células y lo transportan por las venas
hasta
el corazón, que lo impulsa hacia los capilares sanguíneos de los alvéolos
para su
expulsión al exterior. El cambio de oxígeno por
dióxido de
carbono se realiza porque, como todos los gases, ambos se trasladan desde las zonas
de mayor presión a las zonas donde la presión es menor.
Entre los alvéolos y los capilares sanguíneos también se produce esta diferencia de
presión.
3.4.2 SISTEMA DIGESTIVO
Es un conjunto de estructuras que hacen
posible la degradación de los alimentos en
sustancias más simples que pueden ser
transportadas, incorporadas y utilizadas por las
células.
Las estructuras que posee el aparato digestivo
son:
boca,
esófago,
estómago,
intestino
delgado, intestino grueso, las glándulas anexas;
salivales, hígado y páncreas.
Todos los alimentos pasan por cuatro etapas a través del tubo digestivo:
Ingestión. Corresponde a la entrada de los alimentos en nuestro cuerpo. Los alimentos
se mastican en la boca y pasan por el esófago hasta el estómago.
Digestión. Es la transformación de los alimentos en sustancias nutritivas simples. Esta
transformación se realiza en el estómago y en el comienzo del intestino delgado. En ella
participan los jugos que producen el estómago, el hígado y el páncreas.
Absorción. Es el paso de las sustancias nutritivas a la sangre y se produce en el
intestino delgado.
Defecación. Corresponde a la expulsión de los residuos alimenticios al exterior. La parte
de los alimentos que no se aprovecha pasa al intestino grueso y de allí se expulsa al
exterior.
3.4.3 SISTEMA CIRCULATORIO
Los alimentos ingresan al sistema circulatorio
en el proceso de absorción; a través de éste
los nutrientes se transportan por medio de la
sangre a todas las células de nuestro cuerpo,
en conjunto con el oxígeno (02), el dióxido de
carbono (CO2) y los desechos que produce la
célula. Los componentes del sistema
circulatorio son: la sangre, corazón y vasos
sanguíneos.
Funciones de la sangre
La sangre realiza varias misiones de gran
importancia
para
el
funcionamiento
del
organismo humano. Las más importantes son:
1.
Transporte
de
nutrientes.
La
sangre
transporta las sustancias alimenticias desde el
intestino
delgado hasta todas las células del cuerpo. Esa misión la realiza el plasma
sanguíneo.
2. Defensa frente a agentes infecciosos. La
sangre
realiza
una
función
defensiva
contra los microbios y otras sustancias que pueden causar enfermedades. Esta
función la realizan los glóbulos blancos.
3. Coagulación. La sangre es la encargada de taponar las heridas, tanto externas como
internas que se producen en el cuerpo. Esta función la realizan las plaquetas que, al
unirse, bloquean las heridas y coagulan la sangre que fluye
por ellas.
4. Calefacción. La sangre es un sistema de calefacción para el cuerpo humano.
Normalmente, la sangre se encuentra a una temperatura de 36º y calienta todas las zonas
del cuerpo a las que llega. Cuando una zona se enfría, la sangre fluye hacia ella y se
enrojece; de esta forma se consigue que las que están expuestas al frío se calienten.
3.4.4 Sistema excretor
El aparato excretor está formado por un complejo
órgano,
los
riñones,
y
por
los
uréteres,
la
vejiga y la uretra, que constituyen las vías
urinarias. El aparato urinario o excretor filtra la
sangre y elimina los residuos del metabolismo, es
decir, de las transformaciones que experimentan los
alimentos que hemos
tomado hasta que se
convierten en sustancias asimilables. Las células
obtienen así la energía necesaria para llevar a
cabo
sus funciones y las sustancias nocivas, a
través de la sangre, pasan a los riñones.
Agua y orina
La principal función de la orina es eliminar las sustancias tóxicas o de desecho
producidas durante el metabolismo. Algunas de estas sustancias, como el nitrógeno
producido por el metabolismo de las proteínas, serían muy peligrosas si se acumulasen
en el organismo.
Composición de la orina Agua.......................................95%
Sales minerales...........................2%
Urea y ácido úrico...................... 3%
La sangre, elemento esencial
En el trabajo realizado por las células para nutrirse con los componentes básicos de los
alimentos que se ingieren se producen residuos. Los hidratos de carbono y las grasas se
transforman en dióxido de carbono y agua y las proteínas en nitrógeno, fósforo,
azufre, etc. La sangre se encarga de transportar las sustancias tóxicas originadas,
como amoníaco
y
sales,
cuya
acumulación
sería
muy
peligrosa
para
el
organismo. Son los riñones los órganos que habrán de eliminar de la sangre estas
sustancias perjudiciales. Para ello, la sangre entra por las arterias renales y, a través de
una red de vasos y capilares sanguíneos, se dirige a las nefronas de cada riñón, que
purifican una gran parte de la sangre, separando de ella el exceso de agua, la sal, la urea
y, otras sustancias de desecho que forman la orina. La sangre-filtrada vuelve al corazón
a través de la vena cava inferior y luego, a los pulmones, donde se oxigena nuevamente.
Diálisis
La función que realizan los riñones filtrando la sangre es fundamental para mantener su
composición y volumen y para eliminar de la sangre las sustancias nocivas del
organismo. La prevención básica para un correcto funcionamiento del aparato excretor
consiste, fundamentalmente, en dos normas:
- Ingerir una cantidad suficiente de líquido para facilitar la eliminación de sustancias
tóxicas. Habrá notado que bebe más líquido en verano: esto producto de la
necesidad de compensar la pérdida de líquido por el sudor.
- Seguir una alimentación variada que contemple la ingestión de líquidos.
En caso de insuficiencia renal grave, las sustancias tóxicas que deberían eliminarse
quedan retenidas en la sangre; por lo que ha de recurrirse a la diálisis o al trasplante de
un riñón.
3.4.5 Sistema nervioso
El cuerpo humano es una compleja máquina.
Requiere que muchas
de
sus
piezas,
cadenas y engranajes trabajen simultánea y
sincronizadamente para que cada uno de
nosotros pueda llevar una vida normal.
Y al igual que todas las máquinas de
alta tecnología,
necesita de un computador
central que administre y controle cada una
de sus funciones y movimientos.
Este tremendo computador es el Sistema
Nervioso, constituido por un conjunto de
órganos que
nos
permiten
ponernos
en
contacto con el mundo exterior y dirigir
las funciones orgánicas. Su trabajo consiste
en recoger los estímulos que recibimos tanto
en el ámbito consciente - por ejemplo, la luz del sol-, como en el inconsciente –como puede
ser el daño que provoca un virus en nuestro estómago-, transformándolos en impulsos
nerviosos.
Éstos
llegan
a
la
parte
específica
del
cerebro
que
comanda
la
zona
estimulada, donde se procesa la información y se genera la reacción o respuesta.
Las reacciones son muy variadas. Van desde la producción de movimientos, la secreción de las
glándulas, la circulación, la digestión o la respiración, hasta las sensaciones producto de
la estimulación de los sentidos. Además de todo esto, en este sistema, específicamente,
en el cerebro, se concentra la actividad intelectual y afectiva.
Movimientos del cuerpo: huesos, articulaciones y músculos
Huesos
Los 206 huesos que forman el esqueleto
humano efectúan la función de proteger
órganos vitales del cuerpo de daños
mecánicos;
pero
la
mayoría dan
rigidez al cuerpo y le permiten efectuar
trabajos.
Los
huesos
se conectan
con
las
articulaciones y permanecen juntos por
medio
de
los
ligamentos
y
los
músculos.
A pesar de su aspecto duro y frío, el
hueso es un tejido vivo. Su capacidad
de
regenerarse
nos
acompaña
prácticamente durante toda la vida.
Otra labor del esqueleto es servir de palanca del aparato locomotor, junto con el
entramado muscular. Pero puede que la más importante de todas sus funciones y,
paradójicamente, la más olvidada por el común de los vertebrados inteligentes sea la
que se deriva de su cualidad de tejido vivo. El hueso no solo protege, sostiene y mueve,
sino que es el catalizador de procesos tan vitales como la generación de glóbulos rojos en
la médula de los huesos largos y el metabolismo del calcio del que depende la
estabilidad mineral de todos los órganos del cuerpo.
Articulaciones
La articulación
es
una
estructura
que
pone en contacto
dos
o más huesos
mediante un tejido, más o menos blando, que permite al esqueleto rígido adoptar
distintas posturas. Aunque existen varios tipos de articulaciones, todas tienen los
siguientes elementos:
- Superficie articular: zona de contacto entre los huesos.
- Cartílago articular: tejido que recubre la superficie articular.
- Ligamentos articulares: conjunto de fibras que unen un hueso con otro, reforzando la
articulación.
Los músculos
Son conjuntos de células alargadas llamadas fibras. Están colocadas en forma de
haces que, a su vez, están metidos en unas vainas conjuntivas que se prolongan
formando los tendones, con lo que se unen a los huesos. Su forma es variable. La más
típica es la forma de huso (grueso en el centro y fino en los extremos).
3.4.6 Sistema reproductor y sexualidad
La mayoría de las personas están acostumbradas a pensar que
se
limita
a
los
la
sexualidad
humana
aspectos relacionados con los “órganos genitales” o lo ven como una
simple expresión del sexo que tenemos al nacer. Para evitar todas estas confusiones, hoy
día se emplea la palabra “sexualidad”.
“Sexualidad” es un conjunto de manifestaciones del comportamiento propio de la especie
humana, por medio de las cuales los individuos pueden manifestarse conforme a su
identidad, sus roles y su orientación a lo largo de la vida.
El “sexo”, es un dato que habla de la anatomía de los seres vivos. Sabemos si es mujer o
es hombre de acuerdo a la forma y funciones de sus orígenes genitales.
Caracteres sexuales primarios y secundarios en el hombre y la mujer
Caracteres sexuales primarios.
El carácter sexual primario es
la formación de células,
es decir,
de óvulos
y espermatozoides.
Las características sexuales primarias están directamente relacionadas
con
la
reproducción (órganos sexuales).
En las niñas: útero, ovario, vagina.
En los niños: próstata, testículo, pene.
Caracteres sexuales secundarios.
Son aquellas características visibles que diferencian al hombre de la mujer y que no
están directamente relacionadas al sistema reproductor. Algunos argumentan que han
evolucionado para darle ventaja a un individuo sobre los demás de un grupo para el
apareamiento.
La aparición de los caracteres sexuales secundarios diferencia, definitivamente,
al hombre y la mujer. Los principales rasgos o caracteres diferenciales son los siguientes:
Caracteres
Crecimiento de pelo
Hombre
Mujer
Aumento del vello en la cara y
axilas. El pelo de la cabeza
y
No hay pelo en el rostro.
se ralea
se producen las típicas
Entradas
Voz
Desarrollo de tono grave y
Desarrollo de tono agudo.
profundo.
Glándulas mamarias
No
hay
desarrollo
de
Desarrollo
glándula.
Conformación corporal
Mayor
desarrollo
glándulas
mamarias.
del
tórax,
hombros anchos y caderas
poco desarrollo.
de
de
con Mayor desarrollo del ancho
de
las
estrecho.
caderas;
tórax
Estatura
Mayor
desarrollo
esquelético
y
Menor
muscular. Más altos esquelético
y fuertes.
Más
desarrollo
y
pequeña
redondeada,
muscular.
y
de
talla
miembros
más finos.
Órganos de la reproducción en la mujer
Ovarios
Son dos glándulas que se localizan en cada
uno de los extremos de las Trompas de
Falopio. Cumple dos funciones: la ovulación y
la
producción
de
hormonas
femeninas:
estrógeno y progesterona.
Trompas de Falopio
Son dos tubos que se localizan en la parte superior del útero. Su función es transportar al
óvulo que es expulsado por los ovarios hacia el útero.
Útero
Órgano muscular, cuya forma es semejante a una pera. En su cavidad se implanta uno o
más, óvulos fecundados, el cual se desarrolla como un embrión y luego como feto.
Vagina
Un tubo musculoso que contiene membranas y que comunica la vulva con el útero.
Vulva
Parte exterior de la vagina. Está formada por una región llamada vestíbulo, en la que
desemboca la uretra y la vagina. En ella están los labios menores y mayores, el clítoris y
el monte de Venus.
Órganos de la reproducción en el hombre
Testículos
Son dos glándulas de forma ovalada.
Contienen los tubos seminíferos, sitio de
formación
de
los
espermatozoides.
Secretan la hormona testosterona.
Epidídimo
Es un conducto al que se unen todos los tubos seminíferos. Se halla fuera del testículo, a
un lado de ellos.
Conductos deferentes
Son la continuación del epidídimo, estos tubos se prolongan hasta la uretra. De cada
epidídimo sale un conducto deferente.
Vesículas seminales
Son pequeñas glándulas en forma de saco que producen un líquido viscoso. Desembocando
en los conductos deferentes.
Próstata
Es una glándula que secreta una sustancia lechosa, que protege a los espermatozoides.
Uretra
Conducto por donde circulan la orina y el semen.
Pene
Órgano externo copulador. Su parte terminal se denomina glande y la piel que lo cubre se
llama prepucio.
3.5 ORGANISMOS, AMBIENTE Y SUS INTERACCIONES
Cuidados del medioambiente
El medio ambiente es el espacio en el que se desarrolla la vida de los seres vivos y
permite la interacción de los mismos. Sin embargo, este sistema no solo está
conformado por seres vivos, sino que también por elementos abióticos y por elementos
artificiales.
Cuando se habla de seres vivos se hace referencia a los bióticos, sea flora, fauna o
incluso los seres humanos, en oposición, los abióticos son los que carecen de vida. Sin
embargo, estos elementos resultan esenciales para la subsistencia de los organismos
vivos. Algunos de ellos son el aire, el suelo, el agua, etc. Cuando se habla de elementos
artificiales
se
incluye
a
las
relaciones
socioeconómicas,
donde
se
sitúa
la
urbanización, los conflictos dentro de una sociedad, etc.
Además hay autores que hablan del medio ambiente como la suma de las relaciones
culturales y sociales, en un entorno, en un momento histórico y un lugar en
particular. Esto quiere decir que esta definición incluye las costumbres y el
folklore dentro del concepto de medio ambiente, entre muchas otras cosas.
A medida que la población comenzó a crecer y aumentar su tecnología el impacto
sobre el medio ambiente comenzó a ser mayor y más nocivo. El momento donde
mayor comenzó a ser modificado el medio ambiente fue a partir de la Revolución
Industrial. Esto se debe a la explotación de recursos minerales y fósiles. De esta manera
el equilibrio del sistema ambiental fue destruido y la calidad de vida de muchos
seres vivos se halla desde ese momento en muy malas condiciones y para algunos
resulta, incluso, imposible adaptarse a los grandes cambios.
Efectos de la humanidad sobre el medio ambiente
El hombre ha utilizado el medio ambiente en beneficio propio, pero ha provocado
alteraciones graves en él.
La evolución del hombre ha demostrado desde tiempos remotos que la interacción entre
el individuo y el medio ambiente es un proceso básico de vida.
Las zonas que presentan condiciones favorables para el desarrollo de la vida humana,
han sido elegidas por el hombre para establecerse. Como consecuencia, el paisaje
natural se ha trasformado, pues se han construido viviendas y caminos; se han utilizado
las tierras para cultivos, se han criado animales fuera de su entorno natural, y se han
establecido
sistemas
de
comunicación,
de
transporte
y
de
aprovechamiento
energético. Otro elemento de la actividad humana y transformador del paisaje
natural, es la producción de diversos tipos de desechos.
4. CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL UNIVERSO
4.1 El universo
Materia, energía, espacio y tiempo, todo lo que existe forma parte del Universo. En
cuanto a la materia, el universo es, sobre todo, espacio vacío.
El Universo contiene galaxias, cúmulos de galaxias y estructuras de mayor tamaño
llamadas supercúmulos, además de materia intergaláctica. Todavía no sabemos con
exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología disponible en la
actualidad.
La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en lugares
concretos: galaxias, estrellas, planetas. Sin embargo, el 90% del Universo es una masa
oscura, que no se puede observar.
Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ±
0,12 millardos de años (entre 13.730 y 13.810 millones de años) y, por lo menos, 93.000
millones de años luz de extensión (Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005)). El
evento que se cree que dio inicio al universo, de hecho es la teoría actualmente más
aceptada sobre la formación del universo, dada por el belga Valón Lemaitre, es el modelo
del Big Bang, según el cual toda la materia y la energía del universo observable estaba
concentrada en un punto de densidad infinita. Después del Big Bang, el universo comenzó
a expandirse para llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.
4.2 El sistema solar
El sistema solar está formado por el Sol, nueve planetas y sus satélites, asteroides,
cometas y meteoroides, polvo y gas interplanetario. El sistema solar es el único sistema
planetario existente conocido, aunque en 1980 se encontraron algunas estrellas
relativamente cercanas rodeadas por un envoltorio de material orbitante de un tamaño
indeterminado o acompañado por objetos que se suponen que son enanas marrones o
enanas pardas.
4.3 Teorías sobre el origen
Entre los primeros intentos de explicar el origen de este sistema está la hipótesis nebular
del filósofo alemán EEmmanuel Kant y del astrónomo y matemático-francés Pierre Simón
de Laplace. De acuerdo con dicha teoría una nube de gas se fragmentó en anillos que se
condensaron, formando los planetas. Las dudas sobre la estabilidad de dichos anillos han
llevado a algunos científicos a considerar algunas hipótesis de catástrofes como la de un
encuentro violento entre el Sol y otra estrella. Estos encuentros son muy raros, y los
gases calientes, desorganizados por las mareas se dispersarían en lugar de condensarse
para formar los planetas.
Las teorías actuales conectan la formación del sistema solar con la formación del Sol,
ocurrida hace 4.700 millones de años. La fragmentación y el colapso gravitacional de una
nube interestelar de gas y polvo, provocada quizá por las explosiones de una supernova
cercana, puede haber conducido a la formación de una nebulosa solar primordial. El Sol
se habría formado, entonces, en la región central, más densa. La temperatura es tan
alta cerca del Sol que incluso los silicatos, relativamente densos, tienen dificultad
para formarse allí. Este fenómeno puede explicar la presencia cercana al Sol de un
planeta como Mercurio, que tiene una envoltura de silicatos pequeña y un núcleo de
hierro denso mayor de lo usual. (Es más fácil para el polvo y vapor de hierro
aglutinarse cerca de la región central de una nebulosa solar que para los silicatos
más ligeros). A grandes distancias del centro de la nebulosa solar, los gases se
condensan en sólidos como los que se encuentran hoy en la parte externa de Júpiter.
La evidencia de una posible explosión de supernova de formación previa aparece en
forma de trazas de isótopos anómalos en las pequeñas inclusiones de algunos
meteoritos. Esta asociación de la formación de planetas con la formación de estrellas
sugiere que miles de millones de otras estrellas de nuestra galaxia también pueden tener
planetas. La abundancia de estrellas múltiples y binarias, así como de grandes sistemas
de satélites alrededor de Júpiter y Saturno, atestiguan la tendencia de las nubes de gas a
desintegrarse, fragmentándose en sistemas de cuerpos múltiples.
4.4 El Sol
El Sol es la estrella que, por el efecto gravitacional de su masa, domina el sistema
planetario que incluye a la Tierra. Es el elemento más importante en nuestro sistema solar
y el objeto más grande que contiene, aproximadamente, el 98% de la masa total del
sistema solar. Mediante la radiación de su energía electromagnética, aporta directa o
indirectamente toda la energía que mantiene la vida en la Tierra, porque todo el alimento
y el combustible proceden, en última instancia, de las plantas que utilizan la energía de
la luz del Sol.
4.5 Los planetas
Un planeta es, según la definición adoptada por la Unión Astronómica Internacional el 24
de agosto de 2006, un cuerpo celeste que:
 Órbita alrededor de una estrella o remanente de ella.
 Tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido,
de manera
que
asuma
una
forma
en
equilibrio
hidrostático
(prácticamente
esférica).
 Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales, o lo que es lo mismo, tiene
dominancia orbital.
Nuestro
Sistema
Solar
consta
de
ocho
planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte,
Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Plutón, que hasta 2006 se consideraba un planeta, ha
pasado a clasificarse como planeta enano. Ciertamente, desde los años 70 existía un
amplio debate sobre el concepto de planeta a la luz de los nuevos datos referentes al
tamaño de Plutón (menor de lo calculado en un principio), un debate que aumentó en
los años siguientes al descubrirse nuevos objetos que podían tener tamaños similares.
4.6 Satélites
Un satélite es un objeto secundario que gravita en una órbita cerrada alrededor de un
planeta. La Luna es el satélite de la Tierra, si bien la Luna y la Tierra tienen un tamaño
tan similar que se las puede considerar en algunos momentos como un sistema de
dos planetas. El movimiento de la mayor parte de los satélites conocidos del sistema
solar alrededor de sus planetas es directo, es decir, de oeste a este y en la misma
dirección que giran sus planetas.
4.7 Cometas
Los cometas son cuerpos celestes de formas irregulares, frágiles y pequeños compuestos
por una mezcla de granos no volátiles y gases congelados (tienen un aspecto nebuloso).
Tienen órbitas muy elípticas que los lleva muy cerca del Sol y los devuelve al espacio
profundo, frecuentemente más allá de la órbita de Plutón. Se caracterizan por poseer
una cola larga y luminosa, aunque esto solo se produce cuando el cometa se encuentra en
las cercanías del Sol.
4.8 Meteoros
El término meteoro proviene del griego meteoron, que significa fenómeno en el cielo.
Se emplea para describir el destello luminoso producido por la caída de la materia que
existe en el sistema
solar sobre la atmósfera terrestre lo que da lugar a una
incandescencia temporal, resultado de la fricción atmosférica.
5. CIENCIAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
5.1 La materia y sus propiedades
5.1.1 Estados de agregación molecular de la materia
La materia se presenta básicamente en tres estados: sólido, líquido y gaseoso.
En la siguiente tabla se presentan algunas características físicas de dichos estados de
agregación:
Estado de
Sólido
Líquido
Gas
agregación
Volumen
Definido
Definido
Indefinido
Forma
Definida
Indefinida
Indefinida
Compresibilidad
Incompresible
Incompresible
Compresible
Atracción entre
Intensa
Moderada
Despreciable
moléculas
Aunque a nuestros sentidos, la materia se presenta como continua, en realidad es
discontinua; es decir, está compuesta por pequeñísimas partículas; en alguna materia
están muy juntas y en otras muy separadas. En parte, esto se debe a la existencia de
diferentes estados físicos de la materia.
5.1.2 Composición de la materia
Antes
habíamos
mencionado
que
la
materia
aparecía
en
nuestros
sentidos
como continua, aunque, en realidad, está formada de partículas; de igual modo,
debemos señalar que no toda materia es homogénea, sino que la hay también
heterogénea.
Decimos que algo es homogéneo cuando cada una de sus proporciones tiene las mismas
características y algo heterogéneo cuando sus partes tienen distintas cualidades.
Si tomamos azúcar y la disolvemos en agua, al examinar cada una de sus porciones
todas tienen las mismas características de olor, sabor, temperatura, densidad, etc.
En cambio, si tomamos porciones distintas de una sopa de verduras cada una de ellas
tendrá distinto sabor según la verdura que esté sobre la cuchara. En el primer caso nos
referimos a una materia homogénea, en el segundo, a una heterogénea.
Todo el material del que están hechas las cosas se forma de sustancias, que
se encuentran, generalmente, mezcladas entre sí, y en muy pocas ocasiones aparecen
en forma pura.
La materia puede presentar dos aspectos de acuerdo con su composición: mezclas
y sustancias puras.

En las mezclas siempre hay más de un componente y éstos pueden separarse por
medios físicos o mecánicos (calentando o filtrando, por ejemplo) sin que las
propiedades de sus componentes se alteren.

Las sustancias puras, a su vez, pueden ser elementales o compuestas, ya sea que
estén formadas por un solo tipo de partículas como el oro (Au), el hidrógeno (H2)
y el carbono (C), llamados elementos o por varias sustancias esenciales como en el
caso del agua (H2O), la sal (NaCI) y el azúcar común (C12H22O11), entre otros. Al
descomponer una sustancia pura -compuesto- se altera su estructura y, en
consecuencia, cambian sus propiedades. Por ejemplo, el agua se descompone en
hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) al pasar a través de ella una corriente eléctrica,
a este proceso se le conoce como electrólisis.
5.1.3 Propiedades de la materia
La materia se puede clasificar de acuerdo a las propiedades que presenta en:

Propiedades físicas, son las características de las sustancias que pueden determinarse
sin que se altere su estructura interna: las más comunes son color, sabor, olor,
estado de agregación molecular, densidad, masa, punto de ebullición y volumen.

Propiedades químicas, en cambio, describen la capacidad que tiene una sustancia
para combinarse, es decir, para formar otras mediante reacciones químicas, por
ello solo puede determinase alterando su estructura interna.
De esta manera, hoy podemos afirmar que la materia puede mezclarse, reaccionar o
cambiar de
estado,
pero siempre seguirá conservando su masa; esto es parte
del principio de conservación de la materia enunciado por Antoine L. Lavoisier (17431794).
“La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”
Este principio nos indica que en cualquier transformación, la materia está cambiando
de forma o de estado, pero no puede desaparecer o surgir de la nada, ya que la
materia es eterna e indestructible. Para que la materia cambie, se requiere de la
participación de algún tipo de energía.
5.2 Materiales y mezclas
5.2.1 Métodos de separación de mezclas
1. Filtración
La filtración se utiliza para separar un líquido de un sólido no soluble en él. Para llevar
a cabo una filtración es necesario tener un medio poroso que puede ser: papel filtro, fibra
de asbesto, algodón fibra de vidrio, fibras vegetales, redes metálicas o tierras especiales.
Por ejemplo, se tiene una mezcla de agua con talco, para separarla se usa el papel filtro
como medio poroso, se dobla en forma de cono, se coloca en el embudo y se hace
pasar la mezcla por este dispositivo, quedando en el papel filtro el talco y el agua en un
recipiente.
2. Destilación
La destilación es un método físico que se utiliza para separar líquidos que tengan
diferente punto de ebullición, es decir, hiervan a diferente temperatura, por lo tanto,
es necesario conocer la temperatura de ebullición de los componentes involucrados.
Este método consiste en que por medio del calor se vaporice primero el líquido de menor
punto de ebullición y luego se produzca la condensación de ese líquido por contacto
de una superficie fría.
3. Cristalización
La cristalización es un método físico que se emplea para separar un líquido de un sólido
disuelto en él. También se utiliza para purificar las sustancias.
Este método consiste en que, por medio de la evaporación del líquido o disolvente, el
sólido forme cristales.
Ejemplo, el agua con azúcar al calentarse, el agua se evapora y el azúcar se cristaliza.
4. Sublimación
La sublimación se utiliza para separar mezclas de sólidos donde uno sea sublimable, es
decir, que al aplicarle calor pase del estado sólido a gas o vapor sin pasar por el estado
líquido. Se usa para separar mezclas sólidas que contengan yodo, el cual posee la
característica antes mencionada.
La mezcla se coloca en un recipiente, se calienta y, al mismo tiempo, se tapa con un
recipiente que contenga agua fría, para que en el fondo de él se cristalice el yodo.
5.2.2 La energía y sus propiedades
No es posible encerrar en una sola frase el significado del término energía, por lo que
iniciaremos por conocer sus diferentes manifestaciones, refiriéndolas siempre a su
utilización.
Si queremos cambiar de posición algún objeto, necesitamos moverlo o empujarlo, ya sea
por medio de nuestros músculos o de un artefacto, como una grúa o remolque. Estos
empujones son manifestaciones de energía llamadas fuerzas.
Se aplica una fuerza sobre un cuerpo que está en reposo, éste se desplaza una cierta
distancia, en la misma dirección y sentido que la fuerza aplicada, es decir, el cuerpo
se mueve desde el reposo con una velocidad y el movimiento que se produce, hace que
el cuerpo gane energía, a la que se le conoce como energía cinética o de movimiento.
5.2.3 La fuerza como manifestación de energía
En el universo existe una cierta cantidad de energía, la cual se manifiesta de
diferentes formas y siempre es constante.
Esta energía, al participar en los cambios de la materia, se transforma de un tipo a
otro, pero la suma total de todas ellas no cambia.
A ésta se le conoce como la ley de la conservación de la energía que establece que al
igual que la materia: la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
La energía siempre ha existido en el universo, la primera fuente de energía que el
hombre tuvo, tiene y tendrá es la del Sol, fundamental para la vida y, a la vez,
generadora de otros tipos de energía.
La energía genera un trabajo cuando existe la transformación de una forma de energía en
otra, que es la que produce el trabajo; en realidad, porque los distintos trabajos son
los que requieren diferentes formas de energía.
El sol produce luz y calor, por lo tanto, existe una manifestación de energía luminosa
y calorífica.
Los animales y el hombre, al alimentarse de plantas, asimilan de ellas la energía que
contienen, por medio de procesos químicos que se producen en el interior de sus
organismos, permitiendo desarrollar actividades o trabajos, en este caso, se manifiesta la
energía química, porque transforma las sustancias alimenticias en funciones bioquímicas. Al
realizar actividades o trabajos como: caminar, correr, brincar, saltar, el hombre y los
animales manifiestan la energía mecánica, la cual mientras esté guardada o latente para
producir un trabajo se conoce como potencial y en el momento que se utiliza para realizar
la actividad se convierte en cinética.
Las caídas de agua son fuentes de energía mecánica natural y de ellas se aprovecha el
hombre para generar electricidad por medio de las plantas hidroeléctricas que instala
en estos lugares, manifestándose, de esta forma, la energía eléctrica en la cual existe
un movimiento de electrones.
En algunas ocasiones la energía eléctrica da lugar a vibraciones, las cuales producen
sonido y dan lugar a la energía acústica.
Otra forma de energía es la atómica, basada en el aprovechamiento de la energía
generada por las transformaciones ocurridas en el núcleo de los átomos. Estas
transformaciones reciben los nombres de fisión y fusión nuclear.
La fisión nuclear se presenta de manera natural o artificial, dando por resultado
núcleos de masa media, otras partículas y energía.
Durante la fusión nuclear se unen varios núcleos atómicos ligeros para formar núcleos
más pesados y estables, durante este proceso también se libera energía.
5.3 MOVIMIENTO, FUERZAS Y MÁQUINAS SIMPLES
5.3.1 Movimientos en el entorno
La palabra fuerza es usada por los alumnos y alumnas, habitualmente, en diferentes
contextos. Para ellos, fuerza equivale a “ser fuerte”, “lo que se necesita para levantar
algo pesado”, “empujar algo”. Es habitual que relacionen y confundan los conceptos de
fuerza, movimiento y energía. Se puede escuchar a un niño diciendo, por ejemplo, “la
energía tiene fuerza”, “la fuerza es energía”, “la fuerza tiene energía”, “el movimiento
es energía”, “para que un cuerpo se mueva necesita fuerza”, “una pelota tiene más
fuerza cuando se mueve”.
5.3.2 ¿Qué es el movimiento?
Podemos definir el movimiento como el cambio de posición de un cuerpo en el espacio.
Para que un cuerpo comience a moverse o cambie su movimiento, es necesaria una
fuerza. La trayectoria y la rapidez son características de los movimientos.
La trayectoria, es la curva definida por la sucesión de posiciones que adopta el cuerpo en
el transcurso del tiempo.
La rapidez es un concepto que manejamos en la vida cotidiana, es el de moverse más o
menos rápido y, cuanto más rápido nos movemos, más distancia recorremos en un mismo
intervalo de tiempo, o menos tiempo empleamos en recorrer cierta distancia. Por lo
tanto, es que se define la rapidez como el cociente entre la distancia recorrida y el
tiempo empleado.
5.3.3 Concepto de fuerza
A lo largo del día, en diversas actividades aplicamos fuerzas. Por ejemplo, para levantar
un plato, andar en bicicleta, cerrar una puerta, abrochar un botón.
La intensidad de la fuerza no es la misma en todos los casos y puede tener diferentes
efectos.
Una fuerza puede deformar un cuerpo (por ejemplo, cuando moldeamos un trozo de
plasticina) o modificar su velocidad (como cuando empujamos a un niño que está
balanceándose en una hamaca).
Para que un objeto comience a moverse, para que se mueva más rápido, más lento o se
detenga, se debe aplicar una fuerza.
Si hay interacción entre dos objetos, hay una fuerza actuando sobre cada uno de ellos.
Cuando se habla de fuerzas hay que considerar, por lo menos, dos cuerpos que
interaccionan.
Las fuerzas pueden ser clasificadas en: fuerzas de contacto y fuerzas de acción a
distancia.
Las fuerzas de contacto son tipos de fuerzas en las que los objetos que interactúan están
físicamente en contacto (la fuerza con que se empuja un objeto, la fuerza de fricción,
etc). Las fuerzas de acción a distancia son tipos de fuerzas en las que los objetos no
están físicamente en contacto (la fuerza de atracción gravitatoria, la fuerza magnética,
etc.).
5.3.4 Máquinas transformadoras de fuerza
Todos los aparatos que se utilizan comúnmente para obtener una fuerza grande aplicando
una fuerza pequeña, se conocen como máquinas simples, las que están clasificadas en:
palancas, poleas, torno, plano inclinado.
Se define a la palanca como una barra rígida apoyada en un punto sobre la cual se aplica
una fuerza pequeña para obtener una gran fuerza en el otro extremo; la fuerza
pequeña se denomina potencia (p) y la gran fuerza, resistencia (R), al eje de rotación
sobre el cual gira la palanca se llama punto de apoyo o fulcro (A).
Al utilizar palancas se aplica el principio de los momentos donde una de las fuerzas hace
girar la palanca en un sentido y la otra en sentido contrario.
De acuerdo con la posición de la potencia y de la resistencia con respecto al punto de
apoyo, se consideran tres clases de palancas, que son:



Intermóviles o de primer género.
Interresistentes o de segundo género.
Interpotentes o de tercer género.
5.3.5 Las poleas
Las poleas han sido clasificadas como máquinas simples, son discos con una parte
acanalada o garganta por la que se hace pasar un cable o cadena; giran alrededor de un
eje central fijo y están sostenidas por un soporte llamado armadura.
Existen poleas fijas y poleas móviles.
5.3.6 El torno y el tornillo
El torno es una máquina simple, constituida por un cilindro de radio (r), que gira
sobre un eje, a través de una manivela con radio (R), a la cual se le aplica una fuerza
(F), que hace enrollar la cuerda en el cilindro subiendo la carga (C) sostenida en el
otro extremo.
Este tipo de máquinas simples se emplea, generalmente, para sacar agua de los pozos.
La aplicación se encuentra en: tornos manuales, cabestrantes, etc.
El tornillo es una aplicación del plano inclinado, que en este caso está enrollado, al
introducirse en algún material el rozamiento es demasiado, evitando, de esta manera,
que sea expulsado por la fuerza de resistencia.
5.4 CAMBIO Y CONSERVACIÓN EN PROCESOS NATURALES
5.4.1 Fenómenos físicos y químicos
En la naturaleza y en la vida diaria, nos encontramos constantemente con fenómenos
físicos y químicos. Pero, qué son cada uno de estos fenómenos:

Fenómeno físico: es aquel que tiene lugar sin transformación de materia. Cuando
se conserva la sustancia original. Ejemplos: cualquiera de los cambios de estado,
patear una pelota,
encontraremos
romper una hoja de papel, etc. En todos los casos,
que hasta podría cambiar la forma, como cuando rompemos el
papel, pero como la sustancia se conserva, seguimos teniendo papel.

Fenómeno químico: es aquel que tiene lugar con transformación de materia.
Cuando no se conserva la sustancia original. Ejemplos: c u a n d o quemamos un
papel,
cuando respiramos y en cualquier reacción química. En todos los casos,
encontraremos que las sustancias originales han cambiado, puesto que en estos
fenómenos es imposible conservarlas.
Mezcla, Combinación y Descomposición, tres palabras a conocer antes de hablar de una
reacción química.
Mezcla: en una mezcla se pueden agregar 2, 3 o más sustancias; en cantidades
indefinidas; no se produce ningún cambio de energía.
Al final de cualquier mezcla, seguiremos teniendo las sustancias que agregamos y en las
mismas cantidades, no tendremos nada nuevo.
Ejemplos: sal disuelta en agua, es una mezcla (porque no se formó nada nuevo, se sigue
teniendo agua y sal, que se puede separar, utilizando los medios adecuados); agua y
aceite, es una mezcla (tanto como la anterior).
Combinación: es un fenómeno químico y a partir de dos o más sustancias se puede
obtener otra (u otras) con propiedades diferentes. Para que tenga lugar, debemos agregar
las sustancias a combinar en cantidades perfectamente definidas y para producirse,
efectivamente, la combinación se necesitará liberar o absorber calor (intercambio
de energía).
Descomposición: es un fenómeno químico y a partir de una sustancia compuesta
(formada por 2 o más átomos), se puede obtener 2 o más sustancias con diferentes
propiedades.
5.5
EL ÁTOMO Y LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA MATERIA
5.5.1 Noción de carga eléctrica: Fuerzas de atracción y repulsión entre cargas
La carga aparece en la naturaleza de dos formas, denotadas convencionalmente como
carga positiva y carga negativa para distinguirlas. Dos partículas con cargas del mismo
tipo (lo que se conoce como cargas del mismo signo), se ven sometidas a una fuerza de
repulsión entre ellas; por el contrario, dos partículas con cargas de distinto signo se
ven sometidas a una fuerza de atracción entre ellas. Por algún motivo, la carga eléctrica
está unida a la masa.
Es decir, no se conoce ninguna partícula elemental carente de masa que posea carga (no
se conocen fotones cargados). La unidad natural de carga negativa es el electrón,
mientras que la unidad natural de carga positiva es el protón. Ambas partículas poseen
cargas de la misma magnitud, pero sus efectos sobre otra carga son opuestos. Los
quarks poseen cargas que son una fracción de la unidad de carga del electrón, pero no es
posible encontrar quarks aislados.
La materia es eléctricamente neutra,
ya que tiende a estar
constituida por
el
mismo número de electrones y protones. El exceso de electrones haría que un cuerpo
estuviese cargado negativamente, mientras que el defecto de electrones (los protones
forman parte del núcleo atómico y no son, en principio, susceptibles de ser ganados o
perdidos con facilidad) haría que el cuerpo estuviese cargado positivamente. Un flujo
de partículas cargadas constituye la electricidad.
5.5.2 Evolución de las ideas acerca de la constitución de la materia
Cada sustancia del universo, las piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y hasta
las estrellas más lejanas, están enteramente formadas por pequeñas partículas llamadas
átomos.
Son tan pequeñas que no es posible fotografiarlas. Para hacernos una idea de su tamaño,
un punto de esta línea puede contener dos mil millones de átomos.
Estas pequeñas partículas son estudiadas por la química, ciencia que surgió en la edad
media y que estudia la materia.
Si nos adentramos en la materia, nos damos cuenta de que está formada por átomos.
Para comprender estos átomos a lo largo de la historia, diferentes científicos
han enunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender la complejidad de
estas partículas. Estas teorías significan el asentamiento de la química moderna.
5.5.3 Noción de sustancias puras, elemento químico, molécula y compuesto
químico: revisión conceptual
Las sustancias puras tienen una composición definida y constante en condiciones
normales de temperatura y presión. Las sustancias puras son los elementos y los
compuestos.
Los elementos son las sustancias simples que no pueden descomponerse en otras más
sencillas, están formados por átomos del mismo tipo. En la actualidad se conocen 108
elementos, de los cuales 91 son naturales y los demás se obtienen de forma artificial.
Los elementos, para un manejo más fácil y sencillo, se representan por medio de un
símbolo, que es una abreviatura de su nombre.
El símbolo de un elemento consta de una o dos letras, siendo la primera mayúscula y la
segunda minúscula. Los elementos se combinan entre sí dando origen a los compuestos. Los
compuestos
son
propiedades
la
combinación
originales,
teniendo
de
dos
o
la
nueva
más
sustancias
sustancia
que
propiedades
pierden
sus
diferentes,
encontrándose en una proporción constante, pueden descomponerse por métodos
químicos, existiendo siempre alguna manifestación de energía, puede representarse por
medio de una fórmula. Las sustancias que forman un compuesto se denominan
constituyentes.
La parte más pequeña de una sustancia que conserva todas sus propiedades físicas y
químicas es la molécula, ésta puede estar formada por átomos del mismo tipo como en el
caso de los elementos o por átomos diferentes cuando se trata de compuestos. Ejemplo:
el cloruro de sodio (NaCl) es un compuesto cuyos constituyentes son: el sodio y el cloro.
Una molécula de cloruro de sodio siempre estará formada por un átomo de sodio y uno de
cloro, es decir, que tiene una proporción constante. Los constituyentes pierden
sus propiedades
originales dándole a la nueva sustancia propiedades distintas, se
puede representar por medio de una fórmula química NaCl.
Los compuestos y mezclas son de uso cotidiano y su aplicación es diversa.
5.5.4 Átomo
La materia está constituida por átomos que son la mínima cantidad de materia
que conserva sus propiedades. Una forma fácil de entender la estructura del
átomo es suponiendo que tiene una estructura comparable a la del Sistema Solar - un
núcleo al centro y electrones girando en órbitas alrededor.
Los átomos se unen para formar moléculas que, a su vez, pueden unirse para formar
compuestos.