Presentación contribuciones socioeconómicas del SUPV 2023
Actividades+de+refuerzo+para+ciencias+naturales
1. MINISTERIO DE EDUCACIÓN
DIRECCIÓN NACIONAL DE EDUCACIÓN
PROYECTO DE REFUERZO ACADÉMICO
PARA ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN
MEDIA
DOCUMENTO PARA EL DOCENTE DE
CIENCIAS NATURALES
2. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
PROYECTO DE REFUERZO ACADÉMICO PARA
ESTUDIANTES DE EDUCACIÓN MEDIA
Presentación
El proyecto de refuerzo académico como acción estratégica del Programa Social
Educativo 2009-2014 ―Vamos a la Escuela‖, se prevé como una de las estrategias para
evitar la repetición y la deserción.
En ese marco, este proyecto cobra importancia ya que a partir de éste se promoverá el
apoyo a los estudiantes de segundo año de bachillerato que presenten dificultades para
desarrollar las competencias, conocimientos y habilidades, que se espera tengan los
jóvenes y señoritas que egresan de bachillerato.
Para poder hacer efectivo el refuerzo académico se hace necesario contar con
información que permita tener un diagnóstico de las fortalezas y las limitaciones de los
estudiantes que integran cada sección de segundo año de bachillerato; por ello, el
proyecto inicia con una evaluación diagnóstica, cuyo fin no es asignar una nota a los
estudiantes, tal como se describe a continuación.
1. Finalidad de la evaluación diagnóstica
La administración de las pruebas de diagnóstico tiene como finalidad poner a
disposición de los docentes de educación media un instrumento de evaluación, que les
permita identificar en los resultados los puntos fuertes y /o débiles de los estudiantes,
con el propósito de realizar acciones pedagógicas que respondan a las necesidades
individuales y de grupo, las cuales deberán estar encaminadas a la mejora y
aprovechamiento de los aprendizajes.
Ésta es una evaluación analítica y orientadora que pretende apoyar a los estudiantes
que presentan más dificultades en el aprendizaje; por lo tanto, no se debe tomar como
una evaluación para asignar calificaciones o calcular promedios en la asignatura.
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2. Documentos que se proporcionan a los docentes
Pruebas por asignatura
Se han elaborado pruebas de diagnóstico de las 4 asignaturas básicas: Matemática,
Lenguaje y Literatura, Estudios Sociales y Ciencias Naturales. Cada una de ellas se
presenta en cuadernillo separado; los ítems son de opción múltiple con 4 opciones de
respuesta de las cuales sólo una es la correcta.
Los insumos considerados para definir qué evaluar en cada asignatura fueron: los
indicadores de logro que resultaron más difíciles para los estudiantes evaluados en la
PAES 2008 y 2009; así como los indicadores de logro de los programas de estudio de
primer año de bachillerato que son prerrequisito para el dominio de otros indicadores de
segundo año, y que a la vez se consideran difíciles para los estudiantes o difíciles de
impartir por el docente.
Actividades de Refuerzo Académico
Es un documento por asignatura dirigido a los docentes, en el que se sugieren
actividades de refuerzo orientadas a reducir las dificultades mostradas por los
estudiantes en el desarrollo de las tareas propuestas en los ítems.
En cada asignatura se identifica el contenido que se explora en cada ítem de la prueba,
así como el indicador de logro del programa de estudio. Para cada ítem se dan a
conocer las causas posibles por las que los estudiantes lo respondieron
incorrectamente. Se presenta la actividad sugerida, los recursos con los que se puede
desarrollar, la descripción de la misma y en algunos casos se brinda información para
enriquecer el desarrollo del contenido.
Las actividades de refuerzo por asignatura deberán trabajarse, prioritariamente, con el
grupo de estudiantes que obtuvieron menos aciertos en la prueba; aun cuando las
actividades propuestas pueden ser aplicadas a todo el grupo.
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Plantilla para registrar las respuestas correctas
Después de aplicada cada prueba, el docente responsable de la asignatura y de la
sección, deberá revisar las respuestas dadas por los estudiantes a cada ítem; para el
registro de las respuestas correctas se propone una plantilla por asignatura, en la que
se identifica el número del ítem y el literal que contiene la respuesta correcta; registrar
sólo las respuestas correctas; de esta manera tendrá un diagnóstico del desempeño de
cada estudiante y del grupo. En la sección podrá identificar cuáles ítems fueron
respondidos correctamente en mayor o menor cantidad por los estudiantes.
3. Desarrollo de la Evaluación
Para que los resultados de las pruebas reflejen las dificultades o las fortalezas de
los estudiantes, se sugiere desarrollar una asignatura cada día, y que ésta se
realice simultáneamente en todas las secciones de segundo año de bachillerato de
la institución; el tiempo máximo estimado para cada prueba es de 90 minutos.
La evaluación deberá realizarse en la segunda semana del mes de febrero.
Se deben administrar las pruebas dando indicaciones claras y de forma imparcial
en un ambiente que genere confianza; es decir, evitar acciones que causen
tensión en los estudiantes, ya que ello podría influenciar negativamente sobre el
trabajo de éstos en la prueba.
Los estudiantes deberán marcar sus respuestas en cada cuadernillo; para lo cual
se debe encerrar en un círculo la letra de la opción que contiene la respuesta
correcta.
El docente debe explicar a los estudiantes que la prueba no es para asignarles una
nota y deberán motivarlos para que realicen su mayor esfuerzo al responder todos
los ítems.
Las indicaciones para la aplicación de la prueba deben ser respetadas, Si un
estudiante pide información adicional, no se le deben dar elementos de respuesta,
ni información susceptible de orientar su respuesta. Si la indicación no es
comprendida, será suficiente solicitar que relea la indicación o la pregunta.
La prueba debe ser realizada individualmente, para que el propósito de diagnóstico
de ésta, realmente sea alcanzado.
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4. Proceso de registro de las respuestas dadas por los estudiantes en cada
prueba
Después de la aplicación de las pruebas, los docentes proceden al registro de las
respuestas correctas de los estudiantes. Esta fase es parte integral de la
evaluación porque permite el análisis de las respuestas y conduce a la reflexión y
valoración de decisiones pedagógicas que respondan a cada contexto.
El docente responsable de la asignatura deberá realizar el registro de las
respuestas correctas, para ello utilizará la plantilla propuesta en la que se indica el
número del ítem y el literal que contiene la respuesta correcta de cada ítem de la
asignatura.
Cuando existan errores o ausencias de respuesta muy frecuentes en una misma
sección, es importante verificar si los elementos referidos fueron estudiados y como
se procedió. El docente podrá así establecer un diagnóstico y juzgar si es
necesario o no desarrollar procedimientos de ayuda para algunos estudiantes.
Revisar en los resultados de cada estudiante, cuáles ítems no respondió
correctamente para determinar cuáles contenidos son los que requieren de
refuerzo académico, de esta manera se pueden formar grupos con dificultades en
común para poder atenderlos con las actividades sugeridas. Asimismo, es
importante identificar los puntos fuertes de cada uno con el propósito de poder
tomarlos como apoyo en procesos de tutoría con otros estudiantes que tengan
dificultades. Los resultados globales no tienen un significado importante, puesto
que lo que se debe destacar no es cuántos respondió, si no cuáles no fueron
respondidos correctamente, para planificar y orientar las actividades de refuerzo
académico.
Estos resultados conciernen a grupos de alumnos y pueden constituir referencias,
pero la dimensión diagnóstica de las evaluaciones toma toda su pertinencia cuando
el docente se interesa en el alumno en toda su singularidad.
Revisar las propuestas de actividades de refuerzo académico que se sugieren para
los ítems, si están de acuerdo con éstas, desarrollarlas con los estudiantes que lo
requieran; si usted tiene experiencia con otro tipo de actividades que le han
resultado exitosas para el dominio de ciertos contenidos, puede aplicarla en su
clase y compartirla con otros docentes en círculos de estudio.
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6. Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
Nombre
Total de estudiantes que
Respondieron correctamente al ítem
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
1
No.
ítems
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
A D C B D C C D B A C B D A D D C C A D B D B B D A C C D C A D B C D C A A D B
CIENCIAS NATURALES
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PLANTILLA PARA EL REGISTRO DE LAS RESPUESTAS CORRECTAS
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Total
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Actividades de refuerzo académico sugeridas para que los estudiantes superen
las deficiencias mostradas en el desarrollo de los ítems de la prueba
ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 1 y 2
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos: Magnitudes
Físicas.
Indicador de logro:
1.4 Indaga, identifica y
describe con interés las
magnitudes
físicas
fundamentales y derivadas.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Confusión entre las magnitudes físicas fundamentales con las magnitudes
derivadas.
2. Falta claridad en la interpretación de las unidades correspondientes a las diferentes
magnitudes físicas.
3. Confusión en la aplicación de la fórmula correspondiente para el problema
planteado.
Actividad 1: Identifiquemos y diferenciemos magnitudes físicas
fundamentales y derivadas
Recursos para el desarrollo de la actividad
Tablas con magnitudes
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas.
2. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
3. Proporcionar a los estudiantes información escrita y tablas con las magnitudes
fundamentales y derivadas.
4. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada,
magnitudes fundamentales y derivadas.
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identifiquen las
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5. En equipos de trabajo, asignarles tareas de medición de algunos objetos en el aula
(puertas, ventanas, libreras, cuadernos, libros, escritorios, pupitres, entre otros) y
algunas situaciones cotidianas (velocidad de un móvil, el desplazamiento de un
atleta, entre otros) pedirle a cada equipo que utilice los dos tipos de magnitudes
para realizar la medición.
6. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno.
Referencias teóricas
Magnitudes fundamentales
Algunas magnitudes derivadas
Fuente de información
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/03%20magnitudes%20fisicas%20i.pdf
http://www.molwick.com/es/experimentos/108-magnitudes-fisicas.html
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 3 y 4
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos:
Sistema
Internacional de Unidades.
Indicador de logro:
1.10 Identifica y describe
con seguridad las unidades
básicas y derivadas del SI.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem:
1. Desconocimiento de las unidades de medición del sistema internacional.
2. Confusión en diferenciar las unidades fundamentales de la masa en el SI y el
sistema inglés.
3. Desconocimiento de las unidades del sistema CGS.
4. Poca claridad con el valor equivalente entre los diferentes sistemas de medición.
Actividad 1: Realicemos conversiones
Recursos para el desarrollo de la actividad
Tablas referidas a las equivalencias y conversiones de los sistemas: internacional,
inglés y CGS
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
2. Proporcionar a los estudiantes información escrita y tablas de equivalencias y
conversiones.
3. Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada, realicen algunos
ejercicios propuestos, puede realizar otros que considere necesarios.
4. Permitir que los estudiantes presenten sus resultados y los socialicen con el pleno.
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Referencias teóricas
a) Equivalencias entre diferentes unidades de longitud
b) Equivalencias entre diferentes unidades de masa
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Actividad 2: Reconozcamos nuestras unidades de medición
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos referidos a las equivalencias y conversiones de los sistemas: internacional,
inglés y CGS
Tarjetas con unidades y equivalencias
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
2. Entregar a los estudiantes información escrita acerca de los sistemas de medición:
internacional, inglés y CGS.
3. Diseñar tarjetas con los nombres de las unidades de medición de los diferentes
sistemas.
4. Definir a cada equipo un sistema para identificar las unidades respectivas.
5. Dar a los estudiantes tarjetas con las diferentes unidades de cada sistema, con los
nombres al azar para que ellos busquen entre los equipos hasta identificar las que
corresponden al sistema de medidas que se les ha asignado.
6. Permitir que los estudiantes describan las características de sus unidades de
medición, frecuencia de uso en la vida cotidiana, contextos en los que se utilizan,
entre otros.
7. Realizar una presentación con cada equipo acerca de las unidades de medición y
sus características.
8. Esta actividad puede adecuarla o hacer variantes como un dominó en el que se
reconozca la abreviatura de cada unidad de medición, la equivalencia o el nombre.
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Referencias
teóricas
metro cúbico
m3
kilogramo
kilómetro
Newton
libra
Pie
g
metro
lb
kg
metro
cúbico m3
Fuente de información
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/03%20magnitudes%20fisicas%20i.pdf
http://www.molwick.com/es/experimentos/108-magnitudes-fisicas.html
Módulo de Ciencias Naturales, EDUCAME, Ministerio de Educación, Pág. 135-138,
2005
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 5 y 6
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos: Equivalencias
y conversiones.
Indicador de logro:
1.11
Resuelve
con
persistencia problemas de
equivalencias
y
conversiones de unidades
físicas
aplicando
correctamente el análisis
dimensional.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Desconocimiento del proceso correcto de conversión de unidades, al realizar las
operaciones.
2. Confusión al utilizar diferentes magnitudes y hacer conversiones a otras
unidades.
Actividad 1: Juego de memoria con las equivalencias
Recursos para el desarrollo de la actividad
Tablas de equivalencias y conversiones de los sistemas: internacional, inglés y CGS.
Cartoncillo, cartón, tijeras.
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
2. Dar a los estudiantes copias de las tablas de conversión con las unidades
fundamentales y derivadas.
3. Diseñar tarjetas sobre cartoncillo, que servirán para identificar las unidades y
equivalencias. (Ver modelo).
4. Pedir a los estudiantes que en equipo coloquen sobre la mesa las tarjetas al reverso
permitir turnos para que se formen las parejas correspondientes de las
equivalencias en los diferentes sistemas; éste puede tener variantes de acuerdo con
la creatividad del estudiante y del docente. Al final del juego, el ―ganador‖ será el
estudiante que haya logrado obtener mayor número de tarjetas.
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Referencias teóricas
1 metro
1 000 mm
1 kilómetro
1 000 m
1 litro
1 000 ml
1 pie
0.3048 m
1 kilogramo
1 000 g
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Actividad 2: Realicemos conversiones
Recursos para el desarrollo de la actividad
Listado de fórmulas a utilizar en los ejercicios de conversión
Guías de trabajo con ejercicios de conversión
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
2. Entregar a los estudiantes guías de trabajo con ejercicios de conversión.
3. Orientar a los estudiantes para que obtengan la respuesta al problema que se les
plantea, permitirles que utilicen ―diferentes caminos‖ para resolver el ejercicio.
4. Dar la oportunidad a los estudiantes que se equivoquen o que consulten como
equipo.
5. Pedir a los estudiantes que presenten las diferentes formas en las que han resuelto
los ejercicios.
Referencias teóricas
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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El diámetro de un tubo es de 5 pulgadas, ¿a cuántos centímetros equivale esa
medida?
12.7 cm
3 lb,
3 lb
Fuente de información
Módulo 2 de Ciencias Naturales. MINED Edúcame, El Salvador, 2005.Págs. 131-132
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/03%20magnitudes%20fisicas%20i.pdf
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 7 y 8
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos: Errores e
incertezas en las
mediciones.
Indicador de logro:
1.12 Explica con claridad
y esmero los tipos de
errores instrumentales y
personales
que
se
pueden
cometer
al
realizar
mediciones
directas.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1.
No logran diferenciar entre un error personal y uno instrumental.
2.
Confunde las causas del error instrumental con el personal.
Actividad 1: Conozcamos y diferenciemos los errores instrumentales
de los personales
Recursos para el desarrollo de la actividad
Texto científico que aborde los errores personales e instrumentales
Fotografías o imágenes con los diferentes tipos de error personales e instrumentales
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1.
Realizar exploración de presaberes por medio de lluvia de ideas: ¿Qué tipo de
errores podemos cometer al hacer mediciones? ¿Cuáles son los errores más
frecuentes que se cometen al medir? ¿Cuál es la diferencia entre un error
instrumental y un error personal?
2.
Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
3.
Presentar imágenes o fotografías que muestren los diferentes tipos de error en las
mediciones.
4.
Proporcionar a los estudiantes información escrita referida a los tipos de error al
medir.
5.
Pedir a los estudiantes que con la información proporcionada, construyan un
cuadro donde se establezcan las características de los dos tipos de errores
mencionados (Ver modelo).
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Errores instrumentales y personales
Tipos de error
Características
Error Instrumental
Error Personal
6. Organizar a los estudiantes para que en plenaria discutan sus resultados.
Actividad 2: Errores personales e instrumentales
Recursos para el desarrollo de la actividad
Texto científico que aborde los errores personales e instrumentales
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Pedir a los estudiantes que lean el texto y que comenten las causas posibles de los
errores en el proceso de la medición.
2. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo, asignarles tareas de medición de
diferentes superficies, (puertas, ventanas, escritorios, cancha de basket, u otros)
darle a cada equipo un instrumento diferente y que midan con cada instrumento los
mismos objetos o superficies (cinta métrica de albañilería, cinta métrica de sastrería,
metro de madera, u otros).
3. Pedir que los estudiantes comparen sus resultados y que expresen sus opiniones
respecto a los resultados de acuerdo a los instrumentos utilizados.
4. Pedir que respondan en plenaria ¿A qué se deben los distintos resultados para una
misma superficie?
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Referencias teóricas
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Fuente de información
http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/03%20magnitudes%20fisicas%20i.pdf
http://www.molwick.com/es/experimentos/108-magnitudes-fisicas.html
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 9 y 10
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos: Error e
incerteza en las medidas.
Indicador de logro:
1.14
Realiza
con
exactitud
cálculos
de
incertezas absolutas y
relativas
en
medidas
directas e indirectas.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. No saben interpretar los datos de un problema y cómo estos deben ser trasladados
a una expresión matemática.
2. Al momento de aplicar la fórmula a un ejercicio se confunden y colocan los datos del
ejercicio en variables de la fórmula que no les corresponde.
3. Se confunden al querer interpretar la incerteza que acompaña a una medida, en
algunos casos por no tener claro el concepto.
Actividad 1: ¿Cómo debe ser expresada la incerteza en una medida?
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos que expliquen la teoría y el desarrollo de ejercicios sobre incertezas.
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Pedir a los estudiantes que lean el texto.
2. Organizar equipos de trabajo para que discutan el contenido textual.
3. Realizar una serie de preguntas orientadas a explorar el grado de compresión que
los estudiantes han hecho del texto.
4. Completar el cuadro con los datos requeridos.
5. Responder las preguntas que aparecen al final y elaborar una plenaria con el
objetivo de discutir y analizar las respuestas de cada uno de los grupos de trabajo.
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Referencias teóricas
La incerteza absoluta (
), no nos da suficiente información en cuanto a la calidad de
una medida, pues la medida de 2 cantidades una grande y otra pequeña, que tengan la
misma incerteza absoluta, tienen diferente calidad; es mejor la calidad de la cantidad
grande.
Cuando la incerteza se expresa relacionada con el tamaño de la cantidad medida recibe
el nombre de incerteza relativa, que sí indica en forma completa la calidad de la
medida. Esta incerteza relativa puede ser unitaria o porcentual.
El cociente
ó
representa la incerteza relativa unitaria.
Y la expresión
ó
nos da la incerteza relativa porcentual.
Ejemplo N0 1
Se ha medido la masa de un cuerpo y el resultado se escribe m= (24.7
0.3) kg
En esta expresión:
-
El valor encontrado es 24.7 kg
-
La cifra dudosa es 7
-
La incerteza absoluta es 0.3 kg
-
La incerteza relativa unitaria es 0.012146
-
La incerteza relativa porcentual es 1.21 %
Ejemplo N0 2
5 comerciantes pesan con el mismo instrumento una‖ libra‖ de azúcar. Obtienen los
siguientes resultados:
Medida
1
Peso (g) 440.2
2
3
4
5
441.3
439.9
440.2
438.9
Con los resultados anteriores se calcula la media aritmética, la cual representará el
mejor valor.
440.2 g + 441.3 g+ 439.9 g +440.2 g +438.9 g= 440.1 g
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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24. Ministerio de Educación
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Para determinar la incerteza a cualquiera de estas medidas, se aplicara la siguiente
expresión matemática: i=│X─XI│.
Donde: X=mejor valor; Xi=valor de cada medida
Ejemplo: determine la incerteza (i) para la medida 440.2g
X=440.1 g
Xi=440.2g
Sustituyendo: i=440.1─440.2=0.1g
El cálculo anterior permite expresar la primera medida de una forma mas refinada
440.2±0.1g. La incerteza 0.1 nos indica el nivel de confianza o de duda de la medida.
Es sumamente probable que la medida exacta este comprendida en el intervalo
440 .0─440.2g.
Tomando como base el ejemplo anterior, determine la incerteza a las demás medidas y
establezca el intervalo en los que pueden estar comprendidos.
Medida
Incerteza
Expresión
Intervalo
440.2 g
±0.1
440.2±0.1
440─440.2
441.3 g
439.9 g
440.2 g
438.9 g
En el caso de la incerteza absoluta es indispensable que el número de decimales
significativos en la misma coincidan con los de la medida.
Responder las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es la diferencia entre un error y una incerteza? Explique.
2. ¿Cómo se explica el hecho de que el resultado de varias mediciones de la misma
magnitud no proporcione siempre los mismos valores?
3. Si se indica que el error probable en la medida de Y es
0.001, ¿es significativa la
diferencia? ¿Qué puede concluirse?
Fuente de información
Texto propio complementado con información de otros textos.
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 11
Bloque de contenidos:
Física.
Contenidos: Caída libre y
tiro vertical, un caso
especial del MRUV
(movimiento rectilíneo
uniforme acelerado/
variado).
Indicador de logro:
2.1
Investiga,
experimenta,
analiza,
explica
y
resuelve
problemas del movimiento
de caída libre y tiro
vertical.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1.
Falta de claridad con el concepto de aceleración constante.
2.
No se consideraron los valores crecientes de la gravedad a la izquierda del
esquema y cómo éstos afectan la velocidad del objeto.
3.
No se consideró que el cuerpo, justo al tocar tierra, tiene una velocidad final
superior a la inicial, puesto que el movimiento de caída libre es uniformemente
acelerado y la velocidad aumenta cada segundo.
Actividad 1: El tiro vertical y sus componentes
Recursos para el desarrollo de la actividad
3 Pelotas de baloncesto
1 Silbato
Pizarra y yeso
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Pedir a los estudiantes que lean el siguiente párrafo antes de realizar el ejercicio
práctico.
Al igual que la caída libre, el tiro vertical es un movimiento sujeto a la aceleración de
la gravedad, sólo que en este caso la aceleración se opone al movimiento inicial del
objeto. El tiro vertical comprende subida, bajada de los cuerpos u objetos
considerando lo siguiente:
a) Nunca la velocidad inicial es igual a 0.
b) Cuando el objeto alcanza su altura máxima, su velocidad en este punto es 0.
Mientras que el objeto se encuentra de subida el signo de la V es positivo; la V
es 0 a su altura máxima cuando comienza a descender su velocidad será
negativa.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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26. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
c) Si por ejemplo el objeto tarda 2s en alcanzar su altura máxima, tardará 2s en
regresar a la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire el
objeto es de 4s.
d) Para la misma posición del lanzamiento, la velocidad de subida es igual a la
velocidad de bajada.
2. Realizar el siguiente ejercicio práctico.
a) El grupo se desplazará a un espacio libre, de preferencia una cancha de
baloncesto. Luego pasarán al frente tres voluntarios, los que se colocarán con al
menos dos metros de distancia entre sí. A cada uno se le proporcionará una de
las pelotas.
b) El resto del grupo se colocará frente a los tres jugadores. Estos, sostendrán las
bolas con las dos manos a la altura del rostro. Al toque del silbato, lanzarán las
bolas hacia arriba y las dejarán caer al suelo.
c) Los espectadores tendrán por objetivo observar el comportamiento de las bolas:
cómo alcanzan una altura máxima y luego caen.
d) El ejercicio se puede repetir varias veces insistiendo en tres hechos importantes
mediante preguntas: a) al subir, las pelotas tienen una velocidad inicial. ¿Quién
proporciona dicha velocidad? (en cada caso ésta será diferente debido a la
complexión física de los tres jugadores, lo largo de sus brazos, si saltaron o no al
propulsar la bola, etc.); b) al alcanzar la máxima altura, justo antes de comenzar
a descender, la velocidad final de los balones es cero, ¿por qué?; c)¿quién
propulsa las pelotas hacia el suelo? (Evidentemente la acción de la gravedad que
invariablemente será de 9.8 m/s2). ¿En qué momento comienza a actuar sobre
los balones?
e) El ejercicio puede proseguir alternando los papeles de jugadores y observadores.
Lo importante es que todos y todas adviertan el impulso inicial dado a las bolas y
la acción de la gravedad que les impele caer.
f) Para terminar de comprender lo sucedido a cada bola ―se acostará‖
hipotéticamente la situación de tiro vertical modelando lo que ocurre con los
balones sobre el piso de la cancha. Así:
V0 (+)
V0 (+)
a = (-) 9.8 m/s2
X
g) Lo importante es que se comprenda que la pelota se eleva con una determinada
velocidad inicial y se va frenando debido a una aceleración negativa, de manera
semejante a como ocurre con el movimiento rectilíneo uniformemente variado.
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3. Analizar la siguiente explicación y el esquema.
El estudiante iniciará estableciendo un marco de referencia que permita descomponer lo
sucedido a cada balón. Esto implica tomar un eje vertical ―Y‖, que podrá trazarse
apuntando para arriba o para abajo según más convenga.
Y
Y0
V0
(+)
g (-)
0
a) Sobre dicho esquema deberán marcarse los sentidos de la velocidad inicial (V0) y
de la gravedad (g). Si V0 y g apuntan en el mismo sentido del eje, ―Y‖ será
positiva (+). Si alguna va al revés del eje ―Y‖ será negativa (-).
b) Luego se introducirá el análisis algebraico de la situación introduciendo las
ecuaciones horarias y la ecuación complementaria.
c) Se realizarán ejemplos de aplicación de dichas ecuaciones, otorgándole valores
a la velocidad inicial, altura desde la que descendió el balón, etc.
Ejemplo:
Un estudiante tira una piedra hacia arriba con una velocidad inicial de 40 m/s. Calcular:
a) Qué tiempo tarda en llegar a la altura máxima
b) Cuál es la altura máxima
c) Trazar los gráficos de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.
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Lo primero será trazar un esquema de lo que plantea el problema. Elijo mi sistema de
referencia. En este caso lo consideraré positivo para arriba, por lo tanto la gravedad
tendrá un valor negativo hacia abajo.
Reemplazar los datos en las ecuaciones horarias, tomando el sistema de referencia
para arriba (con el valor de ―g‖ negativo). Aproximar el valor de la gravedad a 10 m/s2.
Poner el sistema de referencia exactamente en la mano del estudiante al momento de
lanzar la piedra.
Y = y0 + Voy t + ½ g t2
Vfy = Voy + g t
Luego:
Y = 0 + 40 m/s t + ½ (-10m/s2) t2
Vf = 40 m/s + (-10 m/s2) t
Cuando el cuerpo llega a la altura máxima su velocidad es cero. Por lo tanto, al
reemplazar Vf por cero en la ecuación de la velocidad, me queda:
0 = 40 m/s + (-10 m/s2) t max
Al despejar t max:
t max = -40 m/s / -10 m/s2
t max = 4 seg
Reemplazando t
máxima:
max
= 4 segundos en la ecuación de la posición, calculo la altura
Y max = (40 m/s) (4s) + ½ (-10 m/s2) (4s)2
Y max = 80 m
Para construir los gráficos puedo dar valores o puedo hacerlos en forma cualitativa. Un
gráfico cualitativo quiere decir que indica la forma en la que ocurre el evento sin dar
todos los valores exactos. En este caso quedan así:
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Fuente de información
Texto propio complementado con información de otros textos.
Wilson, J.D. (2003) Física, Editorial PEARSON Educación, México, P. 84-85
ACTIVIDAD SUGERIDA PARA LOS ITEMS 12 Y 13
Bloque
Física
de
contenido: Contenidos: Caída libre y
tiro vertical, un caso
especial
del
MRUV
(movimiento
rectilíneo
uniforme
acelerado/
variado).
Indicador de logro:
2.1 Investiga, experimenta,
analiza, explica y resuelve
problemas del movimiento
de caída libre y tiro vertical.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. No se consideró el exponente de t, por lo tanto no se sacó la raíz cuadrada de
25.
2. Error al despejar la ecuación y en lugar de dividir 125 entre 4.9, los sumó.
3. Error al despejar 4.9, pues si bien pasó a dividir 125, a la vez, le cambió de signo
positivo a negativo; es decir, no pudo sacarle raíz cuadrada a un cociente
negativo.
4. Confundió la altura máxima alcanzada por la piedra, con la velocidad de la piedra
a los 4 segundos.
5. No interpretó correctamente el gráfico y pensó que el eje X representaba la
velocidad de la piedra en lugar del tiempo transcurrido.
6. No comprendió el esquema, escogiendo el tiempo que la piedra tardó en caer (8
segundos), como si se tratara de la velocidad cuando alcanzó su máxima altura.
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Actividad 1: Experimentando con caída libre
Recursos para el desarrollo de la actividad
2 Pelotas de tenis, un clavo pequeño, una tijera
Un conjunto de canicas (chibolas)
Pizarra y yeso
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Con mucho cuidado y con la ayuda de un clavo y unas tijeras, se hará un agujero en
una de las pelotas de tenis (ver figura A).
Figura A
2. Luego se introducirá un buen número de canicas dentro de la pelota, de tal forma que
su peso aumente en relación con la otra pelota. De esta manera se tendrán dos
pelotas del mismo tamaño pero de diferente peso (ver figura B).
Figura B
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3. Un voluntario pasará al frente y tomará una pelota en cada mano, extendiendo hacia
arriba sus brazos. Luego, las dejará caer simultáneamente sobre una mesa de
madera o de metal. El ruido que éstas producen cuando golpeen la mesa servirá para
identificar si caen al mismo tiempo o si una cae primero que la otra (ver figura C).
Figura C
4.
El grupo advertirá que ambas pelotas con diferente peso caen al mismo tiempo.
5.
La experiencia podrá relacionarse con el experimento de Galileo Galilei que
consistió en dejar caer varias esferas de distinto peso desde lo alto de la torre de
Pisa para demostrar que estas llegaban al suelo simultáneamente, hecho con el
cual desafió el pensamiento aristotélico imperante en su época.
6.
Deberá enfatizarse el papel de la aceleración de la gravedad en la caída
simultánea de las pelotas y qué significa que sea constante.
7.
Luego se procederá a elaborar gráficos en el pizarrón para esquematizar lo que
ocurrió a las pelotas de tenis y a partir de dichos esquemas, se relacionará la
caída libre con el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV).
8.
Finalmente se introducirá el tratamiento algebraico del tema, estableciendo las
ecuaciones a utilizar en los problemas numéricos de caída libre y se
desarrollarán ejercicios de aplicación.
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Hacer un listado de situaciones cotidianas en las cuales se pueda identificar
cualquiera de estos dos tipos de movimiento (caída libre o tiro vertical).
Luego identificar las diferencias existentes entre ellos, si es que las hay,
respecto al eje de desplazamiento o la aceleración que actúa sobre los cuerpos.
Por ejemplo, un fruto que al madurar se desprende del árbol donde ha crecido,
¿qué tipo de movimiento experimenta? ¿cuál es el tipo de movimiento que
experimenta una piedra lanzada hacia arriba?
Ejercicio numérico de caída libre
Una persona está parada a 20 m de altura. Calcular qué tiempo tarda y con qué
velocidad toca el suelo una piedra si la persona:
a) La deja caer
b) La tira para abajo con V0 = 10 m/s
Inicialmente se hace un esquema de la situación descrita en el problema: el tipo de la
terraza que gusta de tirar piedras.
Para la situación a) donde la persona deja caer la piedra. Se elige el sistema de
referencia y se marca V0 y g con su signo. En este caso V0 vale cero porque la piedra
se deja caer.
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Se reemplazan por los valores. Se calcula todo con un valor aproximado de la gravedad
= 10 m/s2 Las ecuaciones del movimiento quedan así:
El tiempo que la piedra tarda en caer se despeja de la primera ecuación. Cuando la
piedra toca el suelo su posición es y = 0. Entonces en la primera ecuación se reemplaza
―y‖ por cero. Así:
2 Seg.
Reemplazando este tiempo en la segunda ecuación se obtiene la velocidad con que
toca el piso:
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El signo negativo de Vf indica que la velocidad va en sentido contrario al eje Y.
Para la situación b) cuando el individuo tira la piedra para abajo con V 0 = 10 m/s
Se toma el mismo sistema de referencia que antes: eje y positivo vertical hacia arriba.
Ahora la velocidad inicial es negativa, porque va en sentido contrario del eje Y.
De forma similar a la anterior, cuando la piedra toca el suelo, y = 0. Entonces:
Resulta una ecuación cuadrática. A continuación se reemplazan los valores de a, b y c
en la fórmula de la ecuación cuadrática.
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La primera solución se tacha porque un valor negativo del tiempo no tiene sentido en
Física. Así que se trabajará con la segunda solución, 1,236 segundos, que se
reemplaza en la otra ecuación: Vf = V0 + g t
Se calcula la velocidad final, que equivaldrá al momento en el que la piedra toca el piso.
Vf = -10 m/s – 10 m/s2. 1,236 seg
Vf = -22,36 m/s Velocidad final
Fuente de información
Experimento adaptado de:
http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2008/marzo/nosotros142.htm
Alvarenga Álvares, B. (1983) Física General con Experimentos Sencillos, Editorial
HARLA, México, 3ª Edición, P. 69-74.
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA LOS ITEMS 14 y 15
Bloque de contenido:
Física
Contenidos:
Movimiento parabólico
Indicador de logro:
2.2 Investiga, experimenta,
analiza
y
describe
correctamente
el
movimiento parabólico.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1.
No se consideró que la rotación de la pelota se origina en torno a un punto central
y que por lo tanto sigue la trayectoria de una circunferencia y no de una parábola.
2.
No se observó que la pelota al girar describe una circunferencia, hecho
característico del movimiento circular uniforme.
3.
Se omitieron dos hechos importantes: en primer lugar el clavadista cae sólo bajo
acción del campo gravitatorio sin verse afectado en dirección horizontal; en
segundo lugar, la pelota al girar lo hace describiendo una circunferencia, no una
parábola.
4.
No se consideró que en P1 interviene la velocidad constante, dada por Vx y la
aceleración de la gravedad, determinada por Vy.
5.
Se desconoce que en el movimiento parabólico intervienen dos componentes: la
velocidad constante dada por Vx y la aceleración de la gravedad, dada por Vy.
6.
Se erró al considerar que cuando el paquete toca el suelo lo hace únicamente por
acción de la velocidad constante y despreció la aceleración dada por la gravedad.
Actividad 1: Analicemos el movimiento de los proyectiles
Recursos para el desarrollo de la actividad
1 catapulta con resorte cuya inclinación pueda regularse
Balines o canicas, papel carbón
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Solicitar a los estudiantes que visiten el siguiente sitio web:
http://www.educaplus.org/movi/4_3tparabolico.html
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Allí deberán:
a) Leer la definición de tiro parabólico
b) Practicar con la simulación computarizada cambiando la velocidad y los valores
del ángulo de lanzamiento.
c) Tomar nota de las ecuaciones de aceleración, velocidad y posición, tanto para la
componente X, como para la componente Y.
2. Pedir a los estudiantes que trabajen en equipo para realizar las experiencias.
NOTA: la catapulta puede elaborarse utilizando un par de clips y una banda de hule,
como se muestra en la siguiente figura:
Dicha catapulta se compone de dos partes. Por un lado el
soporte y por el otro el contrapeso, que será activado por una
goma elástica.
Procedimiento A:
1. Montar el sistema mostrado tal como aparece en la siguiente figura, introduciendo la
canica en el tubo.
Catapulta
con resorte
2. Soltar el móvil desde una altura h y medir el desplazamiento x obtenido. Para ello,
colocar una hoja de papel y sobre ésta un papel carbón en el área donde se espera
que se produzca el impacto.
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Procedimiento B
3. Cambiar el ángulo de lanzamiento y observar cómo varía el alcance de la canica
para diferentes ángulos de disparo.
Análisis de datos
4. De acuerdo al procedimiento A, llenar la siguiente tabla indicando la posición en cm.
5. Encontrar la velocidad de lanzamiento del proyectil, fundamentando la respuesta.
6. Comprobar experimentalmente el mayor alcance de un proyectil, llenando la
siguiente tabla a partir del procedimiento B. Indicar el alcance en cm.
7. Graficar el ángulo de tiro versus el alcance promedio. Discutir la gráfica y comparar
con lo esperado teóricamente (considerar los errores de medida).
8. Encontrar la relación entre el ángulo de lanzamiento y el alcance.
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9. Obtener la altura máxima del proyectil. Utilizar las siguientes ecuaciones:
Movimiento horizontal
Debido a que ax (la aceleración en X) = 0 se tiene:
Vx0 = constante
X = Xo + Vxot
Movimiento vertical
Debido a que el eje ―Y‖ positivo tiene dirección vertical hacia arriba y el valor de
la gravedad (ay = -g) es negativo, se tiene:
Vy = Vy0 – gt
y = y0 + vy0t – ½ gt2
Vy2 = vy02 – 2g(y-y0)
NOTA IMPORTANTE
El experimento podrá realizarse de forma virtual, utilizando el simulador de la página
web indicada en las primeras líneas.
Fuente de información
Adaptado de http://fc.uni.edu.pe/lfgeneral/pdf/fi-02-cinematica-mov-parabolico.pdf
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA LOS ITEMS 16, 17 y 18
Bloque de contenido:
Física
Contenidos: Leyes del
movimiento de Newton
Indicador de logro:
3.1 Investiga, experimenta,
analiza y explica con
seguridad cada una de las
leyes del movimiento de
Newton.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Se confunde que el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros, es para
determinar la relatividad del movimiento, cuando lo que provoca esta variable es
―alterar el movimiento‖.
2. Falta de comprensión en cuanto a la interpretación de una ecuación con relación al
enunciado de una ley.
3. Confusión al relacionar la masa de los cuerpos con la causa de la relatividad del
movimiento.
4. Falta de análisis del planteamiento y aplicación de las leyes de Newton
Actividad 1: Las Leyes de Newton
Recursos para el desarrollo de la actividad
Guía de trabajo
Texto con el contenido de las leyes de Newton y ejemplos de la vida cotidiana.
Anexo 1
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1.
Organizar a los estudiantes en parejas.
2.
Entregar la guía de trabajo a cada estudiante.
3.
Dar lectura al texto sobre las leyes de Newton, interpretarlo y comentarlo en
parejas.
4.
Identificar en el texto los elementos claves que conforman cada una de las leyes de
Newton.
5.
Observar en los esquemas del anexo 1 ejemplos de las leyes de Newton y
relacionarlos con ellas a partir de los elementos claves que identifican a cada ley.
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6.
Utilizar los esquemas y responder en el cuadro Nº 1 la información solicitada.
7.
Solicitar a 5 parejas que comenten lo analizado en los esquemas A, B, C, D, E y F.
8.
Hacer conclusiones sobre el trabajo realizado, en plenaria.
Referencias teóricas
PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA
―Todo cuerpo en reposo permanecerá
en reposo y
un cuerpo en movimiento
continuará moviéndose en línea recta a velocidad constante a menos que una
fuerza recta actúe sobre él‖.
Todo cuerpo continuará en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo
uniforme, mientras no exista una fuerza externa capaz de cambiar dicho estado.
Un cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a
menos que una fuerza externa no equilibrada actúe sobre él.
En ausencia de la acción de fuerzas, un cuerpo en reposo continuará en reposo y
uno en movimiento se moverá en línea recta y con velocidad constante.
El movimiento es relativo, depende de quién sea el observador que describa el
movimiento, así por ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene
caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve
pasar el tren desde una estación, el interventor se está moviendo a una gran
velocidad. Se necesita, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Establece que si una fuerza actúa sobre un cuerpo de masa (m) ese cuerpo sufrirá
una aceleración (a) en la fuerza aplicada (F) cuya magnitud es proporcional a la
magnitud de la fuerza e inversamente proporcional a la masa.
Esta Ley se refiere a los cambios en la velocidad que sufre un cuerpo cuando recibe
una fuerza. Un cambio en la velocidad de un cuerpo efectuado en la unidad de
tiempo, recibe el nombre de aceleración. Así, el efecto de una fuerza desequilibrada
sobre un cuerpo produce una aceleración. Cuanto mayor sea la magnitud de la
fuerza aplicada, mayor será la aceleración.
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Debemos recordar que aceleración también significa cambios en la dirección del
objeto en movimiento, independientemente que la magnitud de la velocidad cambie
o permanezca constante; tal es el caso cuando se hace girar un cuerpo atado al
extremo de una cuerda, pues ésta aplica una fuerza al objeto y evita que salga
disparado en línea recta acelerándolo hacia el centro de la circunferencia.
TERCERA LEY DE NEWTON
La tercera Ley del Movimiento de Newton es el principio de acción y reacción. Este
postula que a cada acción corresponde una reacción igual y contraria. Es decir, si un
cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, el cuerpo B reacciona y ejerce una
fuerza igual y contraria sobre el cuerpo A.
Es importante insistir que las fuerzas de acción y reacción actúan sobre diferentes
cuerpos. Nunca actúan sobre el mismo cuerpo.
Las fuerzas de acción y reacción constituyen un par de fuerzas. Las fuerzas siempre
ocurren en pares. Nunca existe una fuerza única en ninguna situación.
Por todas partes se observa el cumplimiento de la tercera ley de Newton. Un pez
empuja el agua hacia atrás con sus aletas y el agua a su vez empuja al pez hacia
delante. El viento empuja contra las ramas de un árbol con lo que generan silbidos.
Las fuerzas son interacciones entre cosas diferentes. Cada contacto requiere de por
lo menos un dúo; no hay forma de que un cuerpo pueda ejercer una fuerza sobre
nada. Las fuerzas, siempre ocurren en pares, y cada miembro del par es opuesto al
otro. Así, no se puede tocar sin ser tocado.
ANEXO 1:
Observe las figuras y responda en el cuadro Nº 1
1- Observar en los esquemas del anexo 1, ejemplos de las leyes de Newton y
relacionarlos con ellas a partir de los elementos claves que identifican a cada ley.
2- Trabajar con los esquemas respondiendo en el cuadro Nº 1 la información solicitada.
3- Pedir a 5 parejas que comenten lo analizado en los esquemas A, B, C, D, E y F.
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FIGURA “A”
FIGURA “B”
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FIGURA “C”
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FIGURA “D”
FIGURA “E”
FIGURA “E”
Cuadro Nº 1
Figura
Ley identificada
FIGURA “F”
Características de la ley
A
B
C
D
E
F
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Actividad 2: Aplicación de las Leyes de Newton
Recursos para el desarrollo de la actividad
Guía de trabajo
Texto con el contenido de las leyes de Newton y ejemplos de la vida cotidiana.
Anexo 1
Descripción de los pasos par el desarrollo de la actividad
1. Responder y discutir en pareja:
a) Describir lo que observa en la figura ―A‖.
b)
¿Cómo se aplica la ley identificada en este ejemplo? .Explique.
c)
¿Qué significa la m1, m2 y la flecha en la figura ―D‖?
d)
¿Cómo se relaciona el significado de m1, m2 y la flecha de la figura ―D‖ con la ley
a la que corresponde esta?
e)
¿Cuál es la condición para que se aplique la ley identificada en las figuras ―B‖ y
―E‖?
f)
¿Cuál de las 3 leyes de Newton se hizo más fácil identificar en las figuras y
porqué?
g)
Describir 3 ejemplos de la vida diaria asociado a cada una de las tres leyes de
Newton.
2. Presentar conclusiones en plenaria sobre el trabajo realizado.
Fuente de información
Resnick.Física.4ª Edición. CECSA, México, Págs. 157-163
WWW.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/82647/.pp.
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA LOS ITEMS 19, 20, 21, 22, 23 y 24
Bloque de Contenidos:
Indicadores de logros:
contenido:
Leyes de la 4.2 Experimenta con orden y cuidado la Ley Cero de la
Física
termodinámica. Termodinámica.
4.4 Investiga, representa y describe con cuidado y
esmero los efectos del calor en la dilatación de sólidos,
líquidos y gases.
4.8 Investiga, experimenta, explica y resuelve
problemas con seguridad de la primera Ley de la
Termodinámica.
4.16 Formula, analiza y resuelve con seguridad los
problemas de aplicación de la segunda Ley de la
Termodinámica.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien los ítems
1. Confundir los conceptos de calor y temperatura.
2. No manejar los términos en que se fundamentan las leyes de la termodinámica y su
aplicación.
3. Reconocer los efectos del calor en la dilatación de los sólidos, líquidos y gases.
Actividad 1: Aplicación de las leyes de la termodinámica
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos que se refieren a las leyes de la termodinámica, un calorímetro
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1.
Pedir a los estudiantes que lean el texto.
2.
Analizar el planteamiento de cada una de las leyes de la termodinámica haciendo
énfasis en los principios en los que se basan cada una de estas leyes.
3.
Hacer algunas preguntas que exploren los presaberes de los estudiantes.
4.
Pedir que en equipo hagan un cuadro comparativo entre las distintas leyes de la
termodinámica.
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5.
Pedir que desarrollen ejercicios de aplicación.
6.
Orientar el uso del calorímetro para determinar el calor específico de alguna
sustancia.
7.
Realizar una investigación documental sobre la utilidad de las máquinas térmicas
y análisis del esquema general de las máquinas térmicas para explicar sus
fundamentos teóricos.
Referencias teóricas
La termodinámica es un área de la física que estudia las relaciones entre las
diferentes propiedades de equilibrio de un sistema y los cambios que ellos producen en
los estados de los sistemas.
A las magnitudes macroscópicas que se relacionan con el estado interno de un sistema
se les llama coordenadas termodinámicas; estas nos van a ayudar a determinar la
energía interna de un sistema.
Un sistema es una parte específica del universo, de interés para nosotros. El resto del
universo externo al sistema se denomina entorno por ejemplo, cuando realizamos una
reacción química en el laboratorio, las sustancias químicas generalmente constituyen el
sistema. Hay tres tipos de sistemas. Los sistemas abiertos pueden intercambiar masa
y energía con su entorno. Los sistemas cerrados permiten la transferencia de energía
en forma de calor, pero no de masa. Por ejemplo el agua contenida en un recipiente
cerrado. Los sistemas aislados no permiten la transferencia ni de masa ni de energía.
Por ejemplo, agua contenida en un recipiente totalmente aislado.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La ley de la conservación de la energía o primera ley de la termodinámica establece
que ―todas las formas de energía pueden intercambiarse, pero no se pueden destruir ni
crear, por lo cual la energía total del universo permanece constante‖.
La energía total de un sistema o energía interna es una función de estado que se
define como la suma de todas las energías cinéticas y potenciales de sus partes.
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48. Ministerio de Educación
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PROCESOS TERMODINÁMICOS
1. Proceso adiabático
Cuando no hay transferencia de calor al sistema, se dice que ocurre un proceso
adiabático. En este proceso, la variación de la energía interna del sistema se debe,
únicamente, al trabajo realizado por el sistema o al trabajo realizado sobre el sistema.
2. Proceso isotérmico
Ocurre cuando a un sistema se le suministra calor y se producen cambios en la presión
y el volumen, con la condición de que la temperatura permanezca constante.
Es decir, que en un proceso isotérmico, el calor suministrado al sistema se transforma
en trabajo realizado por el sistema.
3. Proceso isométrico
Un proceso isométrico ocurre a volumen constante, es decir, que se suministra calor
al sistema; sin embargo, no se espera que haya variación en el volumen. Es decir, que
en un proceso isométrico todo el calor se convierte en energía interna.
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
―La energía calorífica fluye de manera espontánea de una sustancia a alta temperatura,
a una sustancia a baja temperatura y no fluye de manera espontánea en dirección
contraria‖.
En la forma planteada antes, la segunda ley de la termodinámica se refiere a la
tendencia natural del calor a fluir de lo caliente a lo frío. Sin embargo, se debe observar
que el calor puede forzarse a fluir en la dirección opuesta, en caso que se efectúe
trabajo para lograr lo anterior. Hay varios ejemplos conocidos de este flujo inverso
forzado. Un acondicionador de aire permite un flujo de calor desde el interior frío de una
casa, hacia el exterior caliente, por medio del trabajo efectuado por la energía eléctrica.
ENTROPÍA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
De acuerdo con la segunda ley de la termodinámica, la entropía del universo aumenta
de manera continua. En términos de orden y desorden, lo anterior indica que el universo
se convierte cada vez más en un sitio desordenado y caótico.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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49. Ministerio de Educación
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La entropía, al igual que el calor, es una función del estado de un sistema y puede
definirse como una medida del desorden del sistema. Así por ejemplo los procesos
naturales tienden a moverse hacia un estado de mayor desorden, por lo que su entropía
aumenta.
Ejemplo: Cuando un objeto caliente se pone en contacto con un frío, el calor fluye de la
temperatura alta a la baja hasta que los dos objetos alcanzan la misma temperatura
intermedia. Al principio del proceso se pueden distinguir dos clases de moléculas:
aquellas que tienen una energía cinética alta (el objeto caliente) y las que tienen una
energía cinética baja (el objeto más frío). Después del proceso en el que fluye calor,
todas las moléculas están en una clase con la misma energía cinética promedio; ya no
se tiene el arreglo más ordenado de moléculas en dos clases. El orden ha cedido el
paso al desorden.
Ejemplos de aplicación:
¿Cuántas calorías se requieren para que 500g de mercurio pasen de ─10oC a 400oC?
Sabiendo que el calor especifico del mercurio es 0,33 cal/g oC
Desarrollo:
∆t= tf─ti=410oC
Fórmula: Q=m Ce ∆t
Q= 500g x 0,33 cal/g oC x 410oC
Q=67650cal
Se utilizan 2kcal para calentar 600 gr de una sustancia de 15 oC a 40oC. ¿Cuál es el
calor específico de la sustancia?
Fórmula: Q=mCe∆t
Ce=
Ce=
Q
mt
1kcal=1000cal
2000cal
600 gr 25
Ce= 0,13cal/g oC
Se comprime un gas a presión constante de 0.8 atm de un volumen de 9 lt a un
volumen de 2lt. En el proceso se escapan del gas 400J de energía calorífica.
a)
¿Cuál es el trabajo realizado por el gas?
Formula: W=p (Vf—vi)
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50. Ministerio de Educación
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W=0,8 atm (2 lt—9 lt)
W=—567,5 J
b) ¿Cuál es el cambio de energía interna del gas?
Fórmula: ∆U=Q—W
∆U=—400+567,5J
∆U=167,5 J
Una pieza de plata de 50g está a 20oC. Si se agregan 400 cal al cadmio, ¿cuál será su
temperatura final?
Fórmula =mCe∆t
Ce de la plata=0,056cal/g oC
∆T=
Q
de donde: ∆T=Tf—Ti; sustituyendo:
mCe
Tf—Ti=
Tf =
Q
Q
; despejando: Tf=
+Ti
mCe
mCe
400cal
+20OC
50 g 0,056cal / g ·C
Tf =142,85oC
Actividad 2: Resolución de guía
Recursos para el desarrollo de la actividad
Guía de trabajo
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1.
Pedir a los estudiantes que en equipo respondan la siguiente guía.
2.
Determinar cuáles de las siguientes expresiones son verdaderas. Justificar la
respuesta.
a) El calor es energía térmica en tránsito.
b) Para aumentar la energía térmica, es necesario realizar trabajo sobre el objeto.
c) En un proceso adiabático no hay transferencia de calor.
d) La única manera de aumentar la temperatura de un gas es suministrándole calor.
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3.
Analizar y responder.
a) ¿Qué tipo de proceso térmico ocurre cuando se calienta el agua contenida en
una cápsula demasiado rígida?
b) ¿Cuánto trabajo se realiza cuando ocurre un proceso isométrico en un sistema?
c) ¿Varía la energía interna de un gas cuando se somete a un proceso isotérmico
en un sistema? ¿Por qué?
d) ¿Qué proceso tiene lugar en un gas cuando todo el calor suministrado se
transforma en trabajo?
e) Imagina determinada cantidad de agua en estado sólido y la misma cantidad en
estado líquido. ¿Cuál de las dos tiene mayor entropía? ¿Por qué?
4. Definir los siguientes términos:
a) Energía interna
b) Segunda ley de la termodinámica
c) Energía química
d) Calor
e) Temperatura
5. Analizar y responder
a) ¿Cuál es el fundamento de la segunda ley de la termodinámica?
b) Un sistema absorbe 1 500 J de energía calorífica de sus alrededores. Determinar
el cambio de energía interna del sistema cuando el sistema efectúa 2 200 J de
trabajo sobre sus alrededores. Esto es de acuerdo a la primera ley de la
termodinámica.
c) Se mezclan 100 g de hierro a 80 ºC con 53,5 g de agua a 20 ºC. ¿Cuál es la
temperatura final de la mezcla? ¿El calor específico del hierro es 0,107 cal/g ºC,
y el calor específico del agua es 1 cal/g ºC
Referencias bibliográficas
Física, John D. Cutnell y Kenneth W. Johnson, Editorial Limusa, 1995, #395-400
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 25 Y 26
Bloque de
contenido:
Química
Contenidos: Tabla
periódica moderna
Indicadores de logro:
5.7 Indaga, representa, describe y explica el
criterio para la organización y distribución de los
elementos químicos en la tabla periódica moderna
con base en el orden creciente de sus números
atómicos.
5.8 Identifica y ubica correctamente los elementos
químicos de la tabla periódica por sus propiedades
generales.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Confunden terminología de los conceptos básicos de química como: peso atómico,
masa atómica, número atómico y su relación como tal en la tabla periódica.
2. Desconocen las características periódicas de los elementos químicos en la tabla
periódica.
3. Falta de Interpretación de tablas periódicas ―hipotéticas‖ en las que a partir de lo
aprendido en clase con una tabla periódica completa se pueden ubicar los
elementos que la conforman, características periódicas de los elementos, etc.
4. Falta de habilidades para interpretar indicaciones con símbolos, o lo indicado en los
textos.
Actividad 1: Comprendiendo el ordenamiento de los elementos de la
tabla periódica
Recursos para el desarrollo de la actividad
Texto con el contenido sobre tabla periódica
Copias de tabla periódica
Guía de trabajo
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos según la cantidad a atender.
2. Entregar la guía de trabajo a cada estudiante.
3. Dar lectura al texto sobre la tabla periódica, interpretarlo y comentarlo en el equipo.
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4. Ubicar en el esquema de la tabla hipotética contenida en la guía lo solicitado en las
preguntas 1, 2, 3 y 4, que aparecen el la guía de trabajo, para la actividad 1.
5. Consultar la tabla periódica.
6. Realizar una plenaria sobre las preguntas de la guía asignando una a cada equipo.
7. Emitir conclusiones sobre el trabajo realizado.
Referencias teóricas
LA TABLA PERIÓDICA: NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICO
¿Qué es la tabla periódica?
Es un sistema de organización de los elementos químicos.
¿Cómo se organizan los elementos químicos en la tabla periódica?
Se ordenan en orden creciente de sus números atómicos. El número atómico de
un elemento químico es un número entero que indica la cantidad de protones (p +)
que tiene en el núcleo un átomo de ese elemento, este se representa con la letra Z.
¿Todos
los
elementos
tienen
diferente
número
atómico?
Sí, cada elemento tiene un valor de Z que lo caracteriza, por decirlo de otra
manera, todos los átomos de Calcio tienen 20 protones y todos los de carbono
tienen 6 protones.
¿Y qué más hay en el núcleo?
El núcleo del átomo está constituido por protones (partículas con carga positiva) y
neutrones (partículas neutras).
A la suma de las cantidades de protones y neutrones que tiene un átomo se le
llama Número másico y se le representa con la letra A.
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Tabla periódica
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Ubicar en la tabla hipotética todos los elementos del período 4 con sus respectivos
números atómicos.
2. Ubicar en la tabla hipotética todos los elementos del grupo “0”.
3. Responder:
a) ¿Qué dudas se presentaron en el momento de la asignación de los elementos en
su respectivo período con su número atómico?
b) Mencionar las características más importantes del grupo “0”.
c) ¿Por qué es importante ordenar los elementos en la tabla periódica?
d) En los elementos del GRUPO VII A, uno de ellos es importante para funciones
vitales del ser humano, comentar con los compañeros cuál consideran que es y
por qué es importante para la vida.
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Actividad 2: Identifiquemos el número atómico y el número másico
Recursos para el desarrollo de la actividad
Texto con el contenido sobre tabla periódica
Copias de tabla periódica
Guía de trabajo
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Leer de nuevo el texto contenido en la guía acerca el número atómico y el número
másico.
2. Analizar el esquema que se presenta y relacionarlo con lo leído acerca del número
atómico y el número másico.
3. Trabajar con el esquema de la actividad 2 y responder las preguntas 1, 2, 3, 4 y 5.
4. Consultar la tabla periódica para la actividad 2.
5. Realizar una plenaria sobre las preguntas de la guía asignando una a cada equipo.
6. A partir del siguiente esquema y de la lectura de la guía responder:
a) El nombre del elemento descrito en el esquema y en qué grupo de la tabla
periódica se encuentra.
b) Explicar qué significan el símbolo A y Z y cuál es la diferencia entre ambos.
c) Asignar el dato correspondiente a A y Z, al elemento H, que se muestra en el
esquema.
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d) ¿Cuál es la importancia de asignar un número atómico a cada elemento de la
tabla periódica?
e) Si en el esquema estuviese el elemento K, qué datos le asignaría para A y Z
(consultar la copia de su tabla periódica).
Fuente de información
Química 1, Morales Violeta, Merino Fabio, Susaeta Ediciones Dominicanas, C. por A,
1999, primera edición, Págs.12-26.
Brown Theodore L. y HE. Le May.Quimica, la Ciencia Central.Prentice- Hall
Hispanoamericana, S.A., México, 3ª.ed.1997.
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 27 Y 28
Bloque
contenido:
Química
de Contenidos:
Tabla
periódica
moderna;
Organización de la tabla
periódica
moderna;
Propiedades periódicas
de
los
elementos
químicos
Indicadores de logro:
5.7 Indaga, representa, describe y
explica el criterio para la organización y
distribución de los elementos químicos
en la tabla periódica moderna con base
en el orden creciente de sus pesos
atómicos.
5.8 Identifica y ubica correctamente los
elementos químicos de la tabla periódica
por sus propiedades generales.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. No se tomó en cuenta que un catión con un electrón que ceder, es un ión con
carga eléctrica positiva, hecho característico de los metales alcalinos del grupo IA.
2. No consideró que un elemento que tiene tendencia a perder dos electrones es un
agente reductor, no un oxidante y que dicha propiedad es característica de los
elementos del grupo II A (alcalinotérreos).
3. No ha comprendido que si las capas electrónicas de los halógenos fueran estables,
estos serían inertes, como ocurre con los elementos del grupo 0, o gases nobles.
4. Desconoce que el carácter metálico aumenta de arriba hacia abajo en la tabla
periódica.
Actividad 1: Criterios de ordenamiento de los elementos en la tabla
periódica
Recursos para el desarrollo de la actividad
Cuestionario
Fuentes bibliográficas de consulta
Tabla periódica ampliada
Tablas periódicas individuales
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Presentar una breve introducción teórica sobre la estructura de la tabla periódica de
los elementos químicos.
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2. Asignar una investigación bibliográfica sobre la tabla periódica a partir del siguiente
cuestionario:
a) ¿Qué es un grupo?
b) ¿Cuántos grupos hay?
c) ¿Qué es un período?
d) ¿Cuántos periodos hay?
e) ¿Qué tienen en común los elementos de la tabla periódica que están colocados en la
misma columna? ¿Y los que están colocados en la misma fila?
f)
¿Qué criterio es el utilizado para ordenar los elementos en la tabla periódica? ¿Siempre
ha sido así?
g) Observa la estructura electrónica de algunos elementos y su posición en la tabla
periódica, ¿hay alguna relación?
h) La ordenación que hicieron Mendeleiev y Meyer se basó en la masa atómica (de
izquierda a derecha y de arriba abajo iba aumentando la masa atómica); la actual debida
a Moseley, se basa en el número atómico. Esta ordenación casi coincide con la de la
masa; ¿qué elementos no siguen la ordenación creciente de masas atómicas? ¿Por
qué?
i)
En la tabla existen elementos metálicos, no metálicos, sólidos, líquidos, gases, etc.
Observa detalladamente la tabla periódica y entre los primeros 103 elementos escribe el
nombre de aquellos que son: sólidos, líquidos y gases. Menciona cuales son metales; no
metales; semimetales; gases nobles; alcalinos; halógenos y lantánidos.
j)
Identifica en la tabla que se te propone los puntos de fusión y ebullición de los veinte
primeros elementos.
3. Organizar una puesta en común de las respuestas al cuestionario, procurando la
participación de todos, mediante rondas sucesivas de preguntas y respuestas.
4. Aprovechar la puesta en común para ampliar aspectos de los contenidos
investigados, aclarar dudas y proponer ejemplos.
Fuente de información
Adaptado de:
http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/tabla_periodica/tabla_periodica.html
Información complementaria: O’Connor, R. (1976) La Química, México, D.F. Editorial
HARLA, S.A. de C.V.
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 29,30 Y 31
Bloque
de Contenidos:
Compuestos
contenido: Química químicos;
Electrones
de
valencia y enlace químico;
Tipos de enlace químico:
iónico, covalente y metálico.
Indicador de logro:
7.2 Indaga, experimenta y
explica las propiedades y tipos
de enlace químico: iónico,
covalente y metálico de los
compuestos.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1.
Pasó por alto que en el enunciado se dice que el carbono ―comparte‖ sus
electrones con el oxígeno, no que los haya cedido, como es característico del
enlace iónico.
2.
No advirtió que tanto el carbono, como el oxígeno, no son metales y que no pueden
establecer este tipo de enlace entre sí.
3.
Olvidó que compartir un par electrones es la característica fundamental del enlace
covalente.
4.
Desconoce que las Fuerzas de van der Waals son fuerzas atractivas o repulsivas
entre moléculas, distintas a aquellas debidas al enlace covalente o a la interacción
electrostática de iones (como en este caso).
5.
No consideró que la formación de una nube de electrones móviles sin asociación
estrecha
con ninguno de los átomos de la molécula es exclusivo del enlace
metálico. Además, ignora que el Cl es un no metal y por lo tanto incapaz de formar
ese tipo de enlaces.
6.
Desconoce que la presencia de iones con carga positiva y negativa es
característica del enlace iónico, que se da entre un metal y un no metal, no entre
átomos de dos metales.
7.
Olvidó que los metales son agentes reductores y que por lo tanto liberan cationes
(iones positivos), no aniones (iones negativos)
8.
Desconoce que en el enlace covalente los electrones de enlace son compartidos
por ambos átomos.
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Actividad 1: Elaboración de un glosario
Recursos para el desarrollo de la actividad
Diccionarios
Libros de química
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en pareja para que busquen información y elaboren un
glosario.
2. Pedir a los estudiantes que investiguen la definición de los siguientes términos:
átomo, electrones, neutrones, ión, metales, no metales, enlace iónico, enlace
covalente, enlace metálico, fuerzas de van der Waals, agente reductor, agente
oxidante.
Actividad 2: Elaboración de mapa de conceptos
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. A partir de las definiciones anteriores, elaborar un mapa conceptual mediante el cual
establezca relaciones entre los diferentes términos. Ejemplo:
2. Pedir a los estudiantes que socialicen sus glosarios, aclaren dudas y obtengan
conclusiones en la clase.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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Actividad 3: Comprobando la conductividad eléctrica de dos
sustancias
Recursos para el desarrollo de la actividad
Sal de mesa (NaCl)
Agua para batería de auto
Azúcar (sacarosa: C12H22O11)
Dos botes de vidrio medianos (como en los que se envasan la mostaza o la mayonesa)
Una pila de 9 voltios
Un foco pequeño, un pedazo de cable eléctrico, barritas de metal de cobre y un interruptor
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Pedir a los estudiantes que se organicen en equipo para realizar las experiencias.
2. Puede hacer algunas preguntas previas para conocer los presaberes de sus
estudiantes.
3. Con la pila, el cable eléctrico, las barritas de metal de cobre y el interruptor fabricar
un circuito sencillo.
4. En uno de los botes de vidrio colocar agua destilada hasta la mitad y luego disolver
en ella 3 ó 4 cucharadas de sal común.
5. Enseguida sumergir las barritas del circuito en el NaCl disuelto en agua y a
continuación abrir el interruptor de manera que deje pasar la corriente. El foco se
prenderá, lo que significa que se tienen iones en solución y que el NaCl se
constituye de enlaces iónicos (ver figura adjunta).
NaCl en
solución
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
Página 61
62. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
6. A continuación se repite el experimento en el otro bote donde se colocará azúcar
disuelta en agua. El foco desde luego no se prenderá, esto quiere decir que en el
azúcar no hay enlaces iónicos sino covalentes.
7. En la pizarra escribir las fórmulas de la sal y del azúcar. Ubicar los elementos que
constituyen dichos compuestos en la tabla periódica. Relacionarlos con las
definiciones de los enlaces iónico, covalente y metálico.
8. Es importante destacar también el papel que las barritas de metal de cobre
desempeñan en la experiencia, como conductores de la electricidad. Aprovechar la
experiencia para destacar que los metales presentan ciertas propiedades
características como alta conductividad eléctrica y térmica, brillo metálico y
maleabilidad; estas propiedades son el resultado de su estructura interna, de la red
metálica que constituyen sus átomos y de la nube electrónica que se mueven
libremente por toda la red.
9. Preguntar: ¿Qué ocurriría si las barritas de cobre se sustituyeran por barritas de
plástico o de madera? ¿por qué?
Fuente de información
Información complementaria de: Zarraga Sarmiento, J. C. et al (2003) Química, México,
D.F. Editorial McGraw-Hill Interamericana, P. 200-203
Mapa conceptual tomado de http://mchcd2.googlepages.com/EnlacesQuimicos.jpg
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63. Ministerio de Educación
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 32 Y 33
Bloque
de Contenidos:
Indicadores de logro:
contenidos: Química
Nomenclatura
de 7.6 Aplica las reglas de la
compuestos inorgánicos
nomenclatura
IUPAC
a
compuestos inorgánicos.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. No tienen claridad que tipos de elementos están presentes en la fórmula de un
compuesto. Es decir, si se trata de un metal o un no metal o se trata de un elemento
electronegativo o un electropositivo.
2. No saben aplicar correctamente las reglas o normas de nomenclatura.
3. Desconocer y/o no se identifica al elemento representativo de una determinada
familia de compuestos. Por ejemplo el hidrógeno en ácidos hidrácidos y el oxígeno
que esta presente ácidos oxácidos.
Actividad 1: Aplicación correcta de las normas de nomenclatura de
compuestos inorgánicos
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos que expliquen claramente los diferentes sistemas de nomenclatura que se
conocen: stock, estequiométrico y tradicional.
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Pedir a los estudiantes que lean las normas y reglas que utiliza cada sistema de
nomenclatura, así como también, los ejemplos de compuestos químicos utilizados.
2. Pedir que realicen una lectura comprensiva del texto haciendo énfasis en que el
estudiante sepa distinguir entre un metal y un no metal, entre un elemento
electropositivo y uno electronegativo.
3. Comprender e interpretar las distintas reglas de nomenclatura que aplica cada
sistema de nomenclatura.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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64. Ministerio de Educación
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4. Pedir a los estudiantes que analicen, nombren, escriban y comparen compuestos
inorgánicos de acuerdo con los tres sistemas de nomenclatura establecidos: el
común, el stock y el sistemático.
5. Determinar que es una función química y un grupo funcional
Referencias teóricas
Función Química:
Grupo Funcional:
Conjunto de compuestos que presentan propiedades físicas y
químicas semejantes.
Un átomo o grupo de átomos que define las propiedades físicas y
químicas de una función química.
Ejemplos:
Función química ............................................................... Grupo funcional
Ácidos ............................................................................... Protón de Hidrógeno (H+)
Bases ............................................................................... Oxidrilo (OH-)
Óxido ................................................................................ Oxígeno (O)
Oxisal
OXÁCIDO
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
Página 64
65. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
Sistema Stock: Utiliza números romanos para indicar el grado de oxidación del
elemento.
Nomenclatura Sistemática: Utiliza prefijos tales como: mono, di, tri, tetra, penta, etc.
Que indican el número de átomos presentes en la molécula.
Nomenclatura Común o Tradicional: Utiliza sufijos tales como ―oso‖ e ―ico‖ para
elementos que trabajan con dos valencias; ―oso‖ para la valencia menor e ―ico‖ para la
mayor valencia.
6. Pedir a los estudiantes que en equipo completen los cuadros siguientes.
Compuesto
Nomenclatura Stock
Nomenclatura
Sistemática
Nomenclatura
Común
Na2O
Óxido de sodio
Óxido de sodio
Óxido de sodio
FeO
Óxido de hierro I
Monóxido de hierro
Óxido ferroso
Fe2O3
Óxido de hierro II
Trióxido de hierro
Óxido fèrrico
Nomenclatura Stock
Nomenclatura
Nomenclatura
Común
CoO
Co2O3
SO
SO2
SO3
Compuesto
Sistemática
NaOH
Mg(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Co(OH)2
Co(OH)3
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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66. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
Nombre
Fórmula
Nombre
Óxido de calcio
Ácido telurhídrico
Óxido niquélico
Fórmula
Óxido de cromo IV
Anhídrido
cloroso
Anhídrido
ciorico
Anhídrido
plumboso
Anhídrido
plúmbico
Hidróxido
mercurioso
Óxido de mercurio I
Ácido cloroso
Ácido clòrico
Cloruro de potasio
Sulfato de calcio
Hidróxido
Sulfato ácido de
estannoso
potasio
Fuente de información
Química 10, Educar editores, Julio Cesar Poveda, año de edición 2003, Págs. 153-175
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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67. Ministerio de Educación
Dirección Nacional de Educación
ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 34 Y 37
Bloque de
Contenido:
Indicador de logro:
contenido:
Compuestos
7.6 Indaga y explica con seguridad la
Química
inorgánicos
nomenclatura de compuestos inorgánicos y
describe las propiedades de los óxidos básicos,
anhídridos u óxidos ácidos, hidruros no
metálicos, sales haloideas e hidruros metálicos.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Dificultad para identificar las características de las moléculas inorgánicas.
2. Desconocimiento de las propiedades físicas y químicas que presentan los
compuestos inorgánicos.
3. Confusión al identificar los diferentes tipos de compuestos inorgánicos: óxidos
básicos, anhídridos u óxidos ácidos, hidruros no metálicos, sales haloideas e
hidruros metálicos.
4. Falta de habilidades para buscar alternativas de solución a problemas cotidianos
asociados con la química.
Actividad 1: Identifiquemos sustancias inorgánicas
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos con las características de los diferentes compuestos inorgánicos.
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo y proporcionarles a cada equipo
un texto y ejemplos sobre tipos de compuestos inorgánicos.
2. Permitir que investiguen la importancia de dichos compuestos en la vida cotidiana.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
Página 67
68. Ministerio de Educación
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3. Pedir a los estudiantes que identifiquen algunos compuestos que ellos conocen y se
utilizan en diferentes actividades cotidianas o conocidas.
4. Presentar una serie de preguntas que pueden utilizar para clasificar la información,
por ejemplo: ¿Dónde se encuentran? ¿Para qué se usan? ¿Hay compuestos de uso
doméstico? ¿Cuáles son? u otras preguntas que se consideren pertinentes.
5. Orientarles para que definan los roles en los equipos.
6. Dar un tiempo prudente para que los estudiantes realicen esta primera actividad.
7. Elaborar carteles con las conclusiones acerca de los compuestos y sus
características.
8. Realizar una mesa redonda para exponerlas.
9. Generar un debate con una ronda de preguntas y respuestas.
10. Hacer síntesis de las ventajas y desventajas del uso de los compuestos.
investigados.
Referencias teóricas
Se denomina compuesto inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados
por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el
carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría
decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.
Un compuesto orgánico se forma de manera natural tanto en animales como en
vegetales, uno inorgánico se forma de manera ordinaria por la acción de varios
fenómenos físicos y químicos: electrólisis, fusión, etc. También podrían considerarse
agentes de la creación de estas sustancias la energía solar, el agua, el oxígeno.
Los enlaces que forman los compuestos inorgánicos suelen ser iónicos o covalentes.
Ejemplos de compuestos inorgánicos:
Cada molécula de cloruro de sodio (NaCl) está compuesta por un átomo de sodio y otro
de cloro.
Cada molécula de agua (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de
oxígeno.
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
Página 68
69. Ministerio de Educación
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Cada molécula de amoníaco (NH3) está compuesta por un átomo de nitrógeno y tres de
hidrógeno.
El anhídrido carbónico se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso y los seres
vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar la respiración. Su fórmula química, CO2,
indica que cada molécula de este compuesto está formada por un átomo de carbono y
dos de oxígeno. El CO2 es utilizado por algunos seres vivos autótrofos como las plantas
en el proceso de fotosíntesis para fabricar glucosa. Aunque el CO2 contiene carbono, no
se considera como un compuesto orgánico porque no contiene hidrógeno.
Puntos de fusión y ebullición
En general y considerando moléculas de igual masa atómica, los compuestos
inorgánicos iónicos tienen puntos de fusión y de ebullición que los compuestos
covalentes, debido a que el enlace iónico es más fuerte y estructurado que el enlace
covalente, que es más fácil de debilitar por calentamiento.
Elementos químicos
Aunque los compuestos inorgánicos existen en menor medida que los orgánicos, en su
composición intervienen los 93 elementos naturales de la tabla periódica.
Los compuestos orgánicos, formados mayoritariamente por C, H, O, N, S, por este
orden y con mucha menor presencia de otros elementos en su composición, se cuentan
entre los más numerosos. Esto se debe a la asombrosa capacidad del carbono de
formar cadenas larguísimas y ramificadas.
NOMENCLATURA QUÍMICA DE LOS COMPUESTOS INORGÁNICOS
Los compuestos inorgánicos presentan gran variedad de estructuras.
Según el número de átomos que componen las moléculas, estas se clasifican en:
Monoatómicas: constan de un sólo átomo, como las moléculas de gases nobles
(He, Ne, Ar, Xe y Kr).
Diatómicas: constan de dos átomos. Son diatómicas las moléculas gaseosas de la
mayoría de elementos químicos que no forman parte de los gases nobles, como el
dihidrógeno (H2) o el dioxígeno (O2); así como algunas moléculas binarias (óxido
de calcio).
Actividades de Refuerzo para Ciencias Naturales
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70. Ministerio de Educación
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Triatómicas: constan de tres átomos, como las moléculas de ozono (O3), agua
(H2O) o bióxido de carbono (CO2).
Poliatómicas: contienen cuatro o más átomos, como las moléculas de fósforo (P4) o
de óxido férrico (Fe2O3).
COMPUESTOS BINARIOS
Óxidos
Los óxidos son compuestos que resultan de la unión de oxígeno (O 2-) con cualquier
elemento de la tabla periódica sea metal (óxidos básicos) o no metal (óxidos ácidos).
Las nomenclaturas son las comunes, la Stock y la IUPAC.
Ejemplos de óxidos:
Óxido de cloro (VII): Cl2O7 ; Óxido de boro: B2O3; Bióxido de carbono: CO2; Bióxido de
silicio: SiO2
Peróxidos
Los peróxidos son compuestos que resultan de la unión del grupo peróxido (-O-O- u
O2-2) con un metal. En los peróxidos, el oxígeno tiene un número de oxidación o
valencia -1. Se nombran utilizando el término «peróxido» seguido del nombre del metal.
Ejemplos de peróxidos:
Peróxido de oro (III): Au2(O2)3; Peróxido de estaño (IV) = Sn(O2)2; Peróxido de plomo
(IV) =Pb(O2)2; Peróxido de litio = Li2O2
Hidruros
Los hidruros son compuestos que resultan de la unión del anión hidruro (H-) con un
catión metálico. Se nombran con la palabra «hidruro» seguida del nombre del metal.
Ejemplos de hidruros:
Hidruro de litio: LiH; Hidruro de berilio: BeH2
Sales binarias
Los iones son átomos o conjuntos de átomos cuya carga eléctrica no es neutra. Pueden
ser cationes, si tienen carga positiva; o aniones, si su carga es negativa.
Ejemplos de sales binarias
Cloruro de calcio: CaCl2; Bromuro de hierro (III): FeBr3
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Página 70
71. Ministerio de Educación
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COMPUESTOS TERNARIOS
Hidróxidos
Los hidróxidos son los resultantes de la unión de un grupo hidróxido o hidroxilo con un
metal. Se nombran usando el término «hidróxido» (OH-) seguido del nombre del metal
mediante la nomenclatura Stock o la IUPAC.
Ejemplos de hidróxidos:
Hidróxido de plomo (IV): Pb(OH)4; Hidróxido de sodio: NaOH; Hidróxido de cobalto (III):
Co(OH)3 ;
Hidróxido de germanio (IV): Ge(OH)4
Oxácidos
Los oxácidos son compuestos ternarios que se forman al combinarse un anhídrido
(óxido ácido) con el agua. La mayoría de ellos responden a la fórmula general HaXbOc,
donde X es ordinariamente un no-metal, aunque también puede ser un metal de
transición con número de oxidación superior a 4.
Fuente de información
http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_inorg%C3%A1nico
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 35 Y 36
Bloque de
Contenidos: Tipos de
Indicadores de logro:
contenido:
enlaces químicos
7.2 Indaga, experimenta y explica las
Química
propiedades y tipos de enlace químico:
iónico, covalente y metálico de los
compuestos.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1.
No logran determinar que los enlaces covalentes son moléculas eléctricamente
neutras con propiedades totalmente diferentes a las de los compuestos iónicos.
2.
Desconocimiento de las propiedades físicas y químicas que presentan los
compuestos con enlaces covalentes.
3.
Hay confusión al identificar los diferentes tipos de enlaces químicos: iónico,
covalente, metálico y otros.
Actividad 1: Identifiquemos enlaces químicos
Recursos para el desarrollo de la actividad
Texto con el contenido de los diferentes tipos de enlaces químicos y ejemplos de la vida
cotidiana.
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Facilitar a los estudiantes un texto referido a los tipos de enlace químico.
2. Desarrollar la comprensión de las características que presentan los diferentes tipos
de enlace químico: Iónico, Covalente y Metálico.
3. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo y proporcionarles a cada equipo
un texto y ejemplos
sobre cada tipo de enlace químico: Iónico, Covalente y
Metálico, y completar el cuadro comparativo.
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4. Interpretar los ejemplos los cuales no deben estar identificados a cual enlace
pertenecen.
5. Realizar una plenaria para exponer las conclusiones y proceder a una ronda de
preguntas y respuestas.
Cuadro comparativo
Tipo de
enlace
Características
Ejemplo
Esquema
Iónico
Covalente
Metálico
Referencias teóricas
ENLACES QUÍMICOS
Sabemos que hay dos principales tipos de enlaces químicos, iónicos y - enlaces
covalentes, además de los enlaces metálicos.
a)
Enlaces Iónicos
En los enlaces iónicos, los electrones se transfieren completamente de un átomo
a otro. Durante este proceso de perder o ganar electrones cargados
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negativamente, los átomos que reaccionan forman iones. Lo iones cargados de
manera opuesta se atraen entre ellos a través de fuerzas electroestáticas que son
la base del enlace iónico.
Esta última característica es un resultado de las fuerzas intermoleculares (fuerzas
entre las moléculas) en los sólidos iónicos. Si consideramos un cristal sólido de
cloruro de sodio, el sólido está hecho de muchos iones de sodio cargados
positivamente y un número igual de iones de cloro cargados negativamente.
Debido a la interacción de los iones cargados, los iones de sodio y de cloro están
organizados alternadamente como demuestra el esquema a la derecha. Cada ión
de sodio es atraído igualmente por todos sus iones de cloro vecinos, y de la
misma manera por la atracción del cloruro de sodio. El concepto de una molécula
sola se vuelve borroso en cristales iónicos ya que el sólido existe como un
sistema continuo. Las fuerzas entre las moléculas son comparables a las fuerzas
dentro de la molécula, y los compuestos iónicos tienden a formar como resultado
cristales sólidos con altos puntos de fusión.
b)
Enlaces Covalentes
El segundo mayor tipo de enlace atómico ocurre cuando los átomos comparten
electrones. Al contrario de los enlaces iónicos en los cuales ocurre una
transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o
más) elementos comparten electrones. El enlace covalente ocurre porque los
átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones
(generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no
metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan en el
enlace querrá ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para
poder llenar sus envolturas de valencia. Un buen ejemplo de un enlace covalente
es ese que ocurre entre dos átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno (H)
tienen un electrón de valencia en su primera envoltura. Puesto que la capacidad
de esta envoltura es de dos electrones, cada átomo hidrógeno 'querrá' recoger un
segundo electrón. En un esfuerzo por recoger un segundo electrón, el átomo de
hidrógeno reaccionará con átomos H vecinos para formar el compuesto H 2. Ya
que el compuesto de hidrógeno es una combinación de átomos igualados, los
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átomos compartirán cada uno de sus electrones individuales, formando así un
enlace covalente. De esta manera, ambos átomos comparten la estabilidad de
una envoltura de valencia.
Ya que los electrones están compartidos en molécula covalentes, no se forman
cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los
compuestos covalentes tal como las hay en las moléculas iónicas. Como
resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura
ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas
covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más débil.
Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes
existen como verdaderas moléculas.
c)
Enlaces Polares y No-Polares
En realidad, hay dos sub tipos de enlaces covalente. La molécula H2 es un buen
ejemplo del primer tipo de enlace covalente el enlace no polar. Ya que ambos
átomos en la molécula H2 tienen una igual atracción (o afinidad) hacia los
electrones, los electrones que se enlazan son igualmente compartidos por los dos
átomos, y se forma un enlace covalente no polar. Siempre que dos átomos del
mismo elemento se enlazan, se forma un enlace no polar.
Un enlace polar se forma cuando los electrones son desigualmente compartidos
entre dos átomos. Los enlaces polares covalentes ocurren porque un átomo tiene
una mayor afinidad hacia los electrones que el otro (sin embargo, no tanta como
para empujar completamente los electrones y formar un ión). En un enlace polar
covalente, los electrones que se enlazan pasarán un mayor tiempo alrededor del
átomo que tiene la mayor afinidad hacia los electrones. Un buen ejemplo del
enlace polar covalente es el enlace hidrógeno - oxígeno en la molécula de agua.
Fuente de información
Anthony Carpi, Ph.D. "Enlaces Químicos," Visionlearning Vol. CHE-1 (7s), 2003.
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=55&l=s
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ACTIVIDAD SUGERIDA PARA EL ÍTEM NÚMERO 38, 39 Y 40
Bloque
contenido:
Biología.
de Contenidos: Anomalías
cromosómicas, síndrome
de Down, Turner y
Klinefelter, Mutaciones.
Indicador de logro:
10.11 Investiga y describe con
responsabilidad algunas anomalías
genéticas
más
frecuentes
en
humanos: síndromes de Down,
Turner y Klinefelter.
Causas posibles por las que los estudiantes no contestaron bien el ítem
1. Desconocimiento de las características de algunas mutaciones genéticas.
2. Desconocimiento de los síndromes genéticos comunes y sus características.
3. Confusión en las características de los síndromes referidos.
4. Dificultad para identificar las fórmulas genéticas de los síndromes.
5. Confusión para diferenciar las mutaciones de las no disyunciones genéticas.
Actividad 1: Diferenciación de fórmulas genéticas
Recursos para el desarrollo de la actividad
Textos referidos a las características de los síndromes genéticos
Copias de los pares de cromosomas
Descripción de los pasos para el desarrollo de la actividad
1. Organizar a los estudiantes en equipos de trabajo.
2. Entregar a los estudiantes información escrita acerca de los síndromes de Down,
Turner y Klinefelter, los cuales incluyan las fórmulas genéticas.
3. Dar a los estudiantes 2 copias extra de los cromosomas somáticos y sexuales de
una persona normal.
4. Asignar o permitir a cada equipo que escoja la construcción de un código genético:
Down, Turner, Klinefelter. Los estudiantes harán énfasis en los cromosomas del par
21 y 23.
5. Recortar los pares de cromosomas para armar un código genético de cada uno de
los síndromes.
6. Generar espacios para analizar las diferencias de los códigos genéticos.
7. Presentar carteles con los diferentes códigos genéticos.
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Referencias teóricas
Patrones genéticos
Síndrome de Down. Trisomía 21
Síndrome de Turner. Monosomía 23. 45 X-0
Síndrome de Turner. Monosomía. 45 X-
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