Gravedad

(NOTA: Esta lección contiene una parte A y una parte B. Ambas partes son importantes para obtener acceso al aprendizaje íntegro del nivel educativo. Si el tiempo es limitado, revisa ambas partes y elige aquellos elementos que mejor cumplan los requisitos de los alumnos).

En esta lección, los alumnos construirán un pájaro que se mantenga en equilibrio tomando las imágenes de ejemplo como idea. Anímalos a diseñarlo y construirlo tal como se les ocurra.

• Fundamentos científicos. Gravedad:
  • El centro de gravedad de un objeto es el punto donde su peso se equilibra. Cuanto más abajo tenga el centro de gravedad un objeto, más estable será.
  • Cuando los alumnos inclinan el modelo del pájaro, su peso medio se desplaza más arriba y el pájaro se vuelve menos estable.
  • La fuerza descendente de la gravedad siempre tirará del pájaro de vuelta a la posición en la que su centro de gravedad esté lo más abajo posible.
  • Independientemente de cómo se incline el pájaro, la fuerza gravitatoria ejercida sobre él tirará en línea recta hacia abajo, en dirección al centro de la Tierra.
• Conocimientos previos. Gravedad: Usando los materiales de ciencias disponibles y los fundamentos proporcionados, comparte información, imágenes y definiciones.
  • La fuerza es una acción de tiro o de empuje ejercida en una dirección específica.
  • La gravedad es una fuerza ejercida por la Tierra que tira de los objetos hacia abajo, en dirección al centro del planeta.
  • Un argumento respalda una afirmación o descripción de algo que sucede en la naturaleza (por ejemplo, el que la fuerza gravitatoria ejercida por la Tierra sobre los objetos actúa en sentido descendente). Debe incluir pruebas (razones), datos (hechos) y/o un modelo que demuestre las observaciones.
  • Vocabulario fundamental: fuerza, gravedad
• Experiencia de construcción y programación: Revisa las sugerencias de la unidad didáctica. Para esta lección, quizá también quieras:
  • Reforzar los conceptos con el tutorial “Sensor giroscópico integrado”, disponible en el menú “Comenzar” de la app SPIKE.
  • Usar las secciones dedicadas a los bloques de evento y sonido en “Bloques de palabra”, disponibles en el menú “Ayuda” de la app SPIKE, para prestar más ayuda. Consulta el bloque “¿… está inclinado?” de la sección “Bloques de sensores” para obtener información sobre este sensor, que requiere que el Hub esté nivelado cuando el modelo de base se encuentra en reposo.
  • Usar la lección “[El moderno parque de juegos]”2 para que los alumnos adquieran experiencia con los bloques de evento.

PARTE A (45 minutos)

• Presenta a los personajes principales de la historia y el primer desafío: Ayuda a Daniel a construir un modelo de un pájaro que se mantenga en equilibrio.

• PIENSA: Mantened una breve charla sobre los temas de la lección:

  • ¿Qué ocurre cuando sostenéis un objeto en el aire y lo soltáis? ¿Por qué? (El objeto cae al suelo porque la fuerza de la gravedad tira de él hacia abajo).
  • ¿Qué ocurre cuando tiráis de un columpio o un péndulo y lo soltáis? ¿Por qué? (Vuelve a su posición más baja en reposo porque la fuerza de la gravedad tira de él hacia abajo).

• Reparte un set SPIKE^™ Essential y un dispositivo a cada grupo.

• Mientras los alumnos trabajan, considera compartir los siguientes ejemplos como ayuda para construir y programar. Deja claro que las imágenes son solo una idea, y que los alumnos deben diseñar y construir su propio pájaro que se mantenga en equilibrio.

• Pide a los alumnos que lleven a cabo las siguientes actividades:

  • Usar el modelo de base para CONSTRUIRLE a Daniel un modelo de un pájaro que se mantenga en equilibrio y muestre cómo la fuerza descendente de la gravedad lo mantiene en su posición erguida original cuando se inclina.
  • Usar el sensor giroscópico integrado con bloques de evento y bloques de sonido para PROGRAMAR su modelo de modo que emita diferentes sonidos de pájaro cuando se incline a la derecha, cuando se incline a la izquierda y cuando esté erguido.

• Pon en marcha una lluvia de ideas sobre las posibles formas de usar elementos LEGO para crear un modelo de un pájaro que vuelva a su posición erguida original al inclinarlo. Si es necesario, demuestra cómo el Hub del modelo de base pende de un punto de giro (por ejemplo, un conector o un eje), lo que le permite moverse y volver a su posición erguida original al inclinarlo y soltarlo. Los alumnos pueden modificar el modelo de base siempre y cuando el Hub penda de un único punto de giro.

• Cuando haya transcurrido la mitad del tiempo, pide al alumnado que intercambie ideas usando la rutina habitual del aula y, a continuación, comparte los modelos para que sirvan de inspiración.

Ideas de ejemplo

• Reúne a los alumnos para compartir. 

• Pide a cada grupo que use su modelo para demostrar y explicar:

  • La dirección de la fuerza gravitatoria ejercida sobre el pájaro (“hacia el suelo”).
  • Cómo la gravedad hace volver al modelo a la posición original al inclinarlo.
  • Cómo usa sonidos su programa para mostrar las diversas posiciones del pájaro.

• Si quieres pasar a la parte B, “Explicar”, pide a los alumnos que no desmonten los modelos o dales tiempo para reconstruirlos.

PARTE B (45 minutos)

• Repite los pasos de la sección “Explicar” (parte A) para que otros grupos demuestren y expliquen lo que han aprendido.

• (5 min) Aporta información adicional y explícala para ayudar a los alumnos a profundizar.
• Pide a los alumnos que giren sus pájaros 160 grados (casi boca abajo) y los suelten.
• Repite, si es necesario, lo que descubrirán:
  • El Hub debe situarse por encima del punto de giro para que el modelo de un pájaro funcione, ya que volverá de forma natural a su posición más estable, que es colgando por debajo de dicho punto de giro. El peso por encima del punto de giro no es estable, ya que la fuerza de la gravedad tira del Hub hacia abajo.
• (10 min) Pide a los alumnos que prueben sus modelos y los ajusten para completar el siguiente desafío en la app:
  • Construir un modelo de un pájaro que no incluya el Hub y se mantenga en equilibrio, en posición erguida, incluso al inclinarlo. (Consejo: En el modelo, la parte del pájaro situada por debajo del punto de giro deberá pesar más que la parte situada por encima).
  • Mostrar que la parte inferior de su pájaro es más pesada que la superior y explicar por qué debe esto ser así en términos de fuerzas gravitatorias. (Si la parte superior del pájaro pesara más que la inferior, la fuerza de la gravedad tiraría hacia abajo de la parte más pesada, la superior, haciendo que el pájaro diera la vuelta).
• (15 min) Invita a los alumnos a que compartan los conocimientos, las ideas o las habilidades que:
  • les ayudaron a completar el desafío;
  • aprendieron mientras construían.
• Pide a los alumnos que ordenen los sets y dejen despejadas las zonas de trabajo.

• Haz preguntas que fomenten el pensamiento y las decisiones de los alumnos mientras idean, construyen y programan.

Lista de comprobación de observación

• Revisa los objetivos de aprendizaje (recuadro Apoyo docente).
• Los alumnos fundamentan el argumento de que la fuerza gravitatoria ejercida por la Tierra sobre los objetos actúa en sentido descendente.
• Usa la lista para observar el progreso de los alumnos:
  • Su modelo incluye un pájaro que se vuelve a poner erguido por sí mismo.
  • Parte A: Su explicación demuestra que la fuerza gravitatoria ejercida sobre el modelo actúa en sentido descendente. La gravedad tira hacia abajo del Hub al ser más pesado, mientras que las partes más ligeras del pájaro se mantienen arriba.
  • Parte B: Su explicación demuestra que la mitad inferior del nuevo pájaro debe ser más pesada que la parte superior para que permanezca erguido. El pájaro de la sección “Profundizar” difiere considerablemente del pájaro de la sección “Explicar”, ya que no tiene el peso del Hub bajo el punto de giro para mantenerlo erguido.

Autoevaluación

Pide a cada alumno que elija el ladrillo que, en su opinión, mejor represente su rendimiento.

• Ladrillo azul: Creo que puedo seguir las instrucciones para crear un programa.
• Ladrillo amarillo: Puedo seguir las instrucciones para crear un programa.
• Ladrillo verde: Puedo seguir las instrucciones para crear un programa y también puedo ayudar a un compañero a hacerlo.

Comentarios de los compañeros

En sus grupos pequeños, pide a tus alumnos que debatan sobre sus experiencias colaborando.
Anímalos a usar afirmaciones como las siguientes:

• Me gustó cuando tú…
• Me gustaría saber más acerca de cómo tú…

Formas de simplificar la lección:

• Detenerte después del primer desafío: Construir un modelo de un pájaro que mantenga el equilibrio y que incluya el Hub en su mitad inferior. Hacer a los alumnos preguntas de sí o no para que te den una explicación.

Formas de aumentar la dificultad:

• Extender el desafío de la parte A, “Explorar”: Pedir a los alumnos que construyan y programen un animal distinto (no un pájaro) que se vuelva a poner erguido por sí mismo al inclinarlo, incluyendo el Hub como en la parte A. Algunos animales posibles serían una ardilla o un mono.

• Proporciona materiales didácticos que expliquen las varias formas que existen de evitar que se vuelquen diversos objetos (por ejemplo, los coches de carreras o las tazas para bebés). Pide a los alumnos que investiguen un ejemplo y luego lo expliquen por escrito, por ejemplo, creando el guion de un anuncio televisivo de un producto.

Si se incluye esta parte, la lección superará los 45 minutos.