Gravedad

NOTA: Esta lección contiene una parte A y una parte B. Ambas partes son importantes para alcanzar el objetivo de aprendizaje íntegro del nivel educativo. Si el tiempo es limitado, revisa ambas partes y elige aquellos elementos que mejor cubran las necesidades de tus estudiantes.

En esta lección, los estudiantes construirán un pájaro que pueda permanecer balanceado, tomando las imágenes de ejemplo como inspiración. Anímalos a diseñarlo y construirlo con sus propias ideas.

• Fundamentos científicos. Gravedad:
  • El centro de gravedad de un objeto es el lugar donde su peso se equilibra. Un centro de gravedad bajo ayuda a mantener estables a los objetos.
  • Cuando los estudiantes inclinan el modelo del pájaro, su peso promedio se desplaza hacia arriba y el pájaro se vuelve menos estable.
  • La fuerza descendente de la gravedad siempre jalará al 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 jalará 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.
  • Las fuerzas son empujones o jalones ejercidas en una dirección específica.
  • La gravedad es una fuerza ejercida por la Tierra que jala 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 evidencias (razones), datos (hechos) y/o un modelo que demuestre las observaciones.
  • Vocabulario clave: fuerza, gravedad
• Experiencia de construcción y programación: Revisa las sugerencias del plan de la unidad. 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 palabras”, disponible en el menú “Ayuda” de la app SPIKE, como apoyo adicional. Consulta el “Bloque de Sensor de inclinación” 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 “[Patio de recreo tecnológico]”2 para que los estudiantes adquieran experiencia con los bloques de evento.

PARTE A (45 minutos)

• Presenta a los protagonistas de la historia y el primer desafío: Ayuda a Daniel a construir un modelo de un pájaro que se mantenga balanceado.

• PIENSA: Facilita un breve debate sobre los temas de la lección:

  • ¿Qué ocurre cuando sostienen un objeto en el aire y lo sueltan? ¿Por qué? (El objeto cae al suelo porque la fuerza de la gravedad lo jala hacia abajo).
  • ¿Qué ocurre cuando jalan hacia atrás un columpio o un péndulo y lo sueltan? ¿Por qué? (El columpio vuelve a su posición más baja en reposo porque la fuerza de la gravedad lo jala hacia abajo).

• Distribuye un set SPIKE^™ Essential y un dispositivo a cada equipo.

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

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

  • Usar el modelo de base para CONSTRUIRLE a Daniel un modelo de un pájaro que se mantenga balanceado y muestre cómo la fuerza descendente de la gravedad lo mantiene en su posición original vertical cuando se inclina.
  • Usar el sensor giroscópico integrado con bloques de evento y 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 en posición vertical.

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

• Cuando haya transcurrido la mitad del tiempo, pide a los estudiantes que intercambien ideas usando una rutina conocida en el aula y luego modifiquen sus modelos con las ideas obtenidas.

Ideas de ejemplo

• Reúne a los estudiantes para compartir. 

• Pide a cada equipo 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 su programa usa sonidos para mostrar las diversas posiciones del pájaro.

• Si quieres pasar a la Parte B, “Explicar”, pide a los estudiantes que no desarmen los modelos o dales tiempo para reconstruirlos.

PARTE B (45 minutos)

• Repite los pasos del apartado “Explicar” (parte A) para que otros equipos demuestren y expliquen lo que hayan aprendido.

• (5 min) Comparte información básica y explícala para ayudar a los estudiantes a desarrollar la idea.
• Pide a los estudiantes que giren sus pájaros 160 grados (casi boca abajo) y los suelten.
• Repite, si es necesario, lo que descubrirán:
  • El Hub debe ubicarse por encima del pivote para que el modelo del pájaro funcione, ya que volverá de forma natural a su posición más estable, que es colgando justo debajo del pivote. El peso por encima del pivote no es estable, ya que la fuerza de la gravedad jala el Hub hacia abajo.
• (10 min) Pide a los estudiantes que iteren sus modelos y los prueben para superar el siguiente desafío en la app:
  • Construir un modelo de un pájaro que no incluya el Hub y pueda permanecer balanceado, en posición vertical, incluso al inclinarlo. (Consejo: En el modelo, la parte del pájaro ubicada por debajo del pivote deberá pesar más que la parte ubicada por encima).
  • Mostrar que la parte inferior de su pájaro es más pesada que la superior y explicar por qué esto es cierto en términos de fuerzas gravitatorias. (Si la parte superior del pájaro pesara más que la inferior, la fuerza de la gravedad jalaría hacia abajo la parte más pesada, la superior, haciendo que el pájaro diera la vuelta).
• (15 min) Invita a los estudiantes a que compartan los conocimientos, las ideas o las habilidades que:
  • les hayan ayudado a superar el desafío;
  • hayan aprendido mientras construían.
• Pide a los estudiantes que ordenen los sets y dejen despejadas las zonas de trabajo.

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

Lista de control de observación

• Revisa los objetivos de aprendizaje (recuadro Soporte para el profesor).
• Los estudiantes 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 avance de los estudiantes:
  • Su modelo incluye un pájaro que se vuelve a poner en posición vertical por sí mismo.
  • Parte A: Su explicación demuestra que la fuerza gravitatoria ejercida sobre el modelo actúa en sentido descendente. La gravedad jala el Hub hacia abajo 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 en posición vertical. El pájaro del apartado “Desarrollar” difiere considerablemente del pájaro del apartado “Explicar”, ya que no tiene el peso del Hub debajo del pivote para mantenerlo en posición vertical.

Autoevaluación

Pide a cada estudiante que elija el ladrillo que, en su opinión, mejor represente su desempeño.

• 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 puedo ayudar a un compañero a hacerlo también.

Comentarios entre compañeros

En sus equipos pequeños, pide a tus estudiantes 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 estudiantes preguntas de sí o no para que den su explicación.

Formas de aumentar la dificultad:

• Extender el desafío de la parte A, “Explorar”: Pedir a los estudiantes que construyan y programen un animal distinto (no un pájaro) que se vuelva a poner en posición vertical 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 diferentes formas que existen de evitar que se volteen diversos objetos (por ejemplo, los autos de carreras o las tazas para bebés). Pide a los estudiantes que investiguen un ejemplo y luego lo expliquen por escrito, por ejemplo, creando el guion de un anuncio en video para un producto.

Si facilitas esta actividad, la sesión se prolongará más de los 45 minutos que dura la lección.