Unidad didáctica

Estática. Dinámica. Electrodinámica. Electrónica. Lenguaje tecnológico

  • Enviado por: El Pirata Cojo
  • Idioma: castellano
  • País: Argentina Argentina
  • 9 páginas
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Naturaleza del Proyecto

Este proyecto nace en la necesidad de encontrar una alternativa diferente para que los alumnos comprendan correctamente el tema Plano Inclinado. Ante los problemas observados en mi experiencia, de poder relacionar ésta parte de la Física con la vida cotidiana, este proyecto se propone, a partir del planteo de una situación problemática concreta, relacionar teórica y experimentalmente, diversos conceptos relacionados con el tema eje. Dicha problemática consiste en la adquisición de un galpón de amplias dimensiones, al cual necesitamos transformar en un estacionamiento. A partir de esto se buscarán ideas para el máximo aprovechamiento del lugar, arribando a la conclusión de que la mejor opción es la construcción de un piso superior para los automóviles. Y es precisamente aquí donde aparece el verdadero desafío: ¿cómo subiremos los automóviles al primer piso, para su correspondiente estadía ?. A partir de aquí y de acuerdo con las pautas marcadas se arribará, a través de una serie de actividades, a la solución más adecuada para la resolución del conflicto planteado.

Este proyecto está destinado a alumnos de 9º año de la EGB 3, en el área correspondiente a Ciencias Naturales, o algún taller de OCC, debido a la gran carga horaria que demanda el desarrollo de las actividades.

Fundamentación

Los enfoque tradicionales de la educación se han ocupado de formar hombres y mujeres preparados para cambiar circunstancias y producir así un nuevo avance en la línea del progreso.

Nuestro objetivo se centra en reencontrar el lugar en que ocupan la razón y el conocimiento, de articular mejor las potencialidades con otras, tan humanas como ellas, a fin de contribuir al logro y a la realización del proyecto humano, de satisfacer, en fin, más cercanamente, su anhelo de autorrealización individual y social.

El campo del saber se ha desarrollado en forma inaudita y se ha ramificado, creando nuevas ciencias y repartos tecnológicos. Cada ámbito del saber ha tendido a preservar su autonomía, se ha explayado o multiplicado sin preocuparse por la porción con otros saberes y, a veces, se ha enredado con ellos en modo confuso.

La educación que tenemos que plantear, deberá coordinar armónicamente, con una finalidad formativa y pedagógica, los distintos saberes de tal manera que sirvan constructivamente a la buena realización del ser humano y al mejor nivel de la sociedad.

Este proyecto gira en torno a una situación problemática, la cual debe causar un conflicto cognitivo en el alumno, que lo lleve a buscar una solución que le provea un nuevo equilibrio en sus estructuras de conocimiento.

Se recurre al estacionamiento, debido a que es una situación de la vida cotidiana, habitualmente cualquiera de nosotros nos encontramos con rampas de ascenso.

Para generar en los alumnos los primeros contactos con un proyecto tecnológico, se construirá una maqueta en donde se desarrollará gran parte de las actividades, apelando a la formación de grupos de trabajo, que se encargarán de una parte específica del proceso que implica la construcción de un proyecto. Habrá un grupo Planificador de estructuras, que buscará acercar a los chicos a la parte de cálculo de las mismas, en el cual tendrá que tener en cuenta diversas variables que afectarán la construcción. También se busca desarrollar capacidades en el lenguaje tecnológico, debido a que tendrán que construir los planos de lo que ellos han calculado y diseñado, para que los entiendan los constructores de la maqueta. También se formará un grupo constructor de estructuras, el cual deberá también lograr entender ese lenguaje tecnológico que le permita hacer de esos papeles un objeto tangible y funcional. Asimismo se propone que estos alumnos recurran a sus capacidades estéticas para la decoración de la maqueta que tendrá que ser expuesta. Y por último un grupo diseñador del Automóvil, que tendrá que familiarizarse también con el lenguaje tecnológico, más precisamente con los planos circuitales, muy comunes en cualquier rama tecnológica. Al tener que calcular la potencia del auto, podrán relacionar los conceptos de Fuerza y Potencia, el primero observado en las clases de física y el segundo en su vida cotidiana. La necesidad de armar la circuiteria, llevará a los alumnos a sus primeros encuentros con la manipulación de componentes electrónicos, cuyo conocimiento es esencial para cualquier persona con una cultura tecnológica.

La división del trabajo en grupos, está fundamentada en la realidad de los procesos productivos actuales. La parcelación de las tareas en un proyecto tecnológico, es algo muy común, el mercado demanda operarios especializados con una mirada global sobre todo el proceso productivo, que llegado el caso pueda ser rotado en su función o tal vez ascendido a dirigir un grupo de personas. Por estas razones, es bueno que los alumnos vayan adquiriendo esta forma de trabajo, tanto en la dinámica interna del grupo , así como también la coordinación con los otros grupos.

La constante interrelación entre los grupos de trabajo, pondrá, a cada alumno, en conocimiento de las tareas desarrolladas por sus compañeros, generándose así una efectiva zona de desarrollo próximo. Además, cada grupo expondrá ante sus compañeros los resultados de su trabajo, produciéndose así una buena circulación del conocimiento y brindando al docente una excelente herramienta de evaluación.

Todo el proyecto fue pensado en función del alumno, ya que al estar en el último ciclo de la EGB, tiene en sus manos una difícil decisión: La orientación de su Educación Polimodal. La tecnología es una de sus opciones, pero a su vez ésta tiene muchas facetas que complejizan la elección. Lo que el proyecto pretende es mostrar al alumno esas facetas, para que tome contacto con ellas y pueda sentir en su interior, cual de las expresiones del arte de aplicar los conocimientos científicos, para la resolución de los problemas de la sociedad, mediante las técnicas adecuadas y bajo un marco económico y cultural determinado, es su real vocación.

Diagnóstico

El Diagnóstico de los saberes previos tendrá dos etapas, una gráfica y otra oral. La primera consiste en analizar una viñeta en la cual se muestra una situación como la siguiente:

Los alumnos tendrán que responder por escrito cuál de los dos vehículos llegará primero a la meta y por qué. De las respuestas obtenidas se hará una lectura, que buscará saber en qué lugar se encuentran los alumnos, respecto a la relación existente entre ángulo de inclinación y distancia en una rampa, así como también las fuerza necesaria para ascender. La segunda fase del diagnóstico será una charla cordial, en la que el docente explorará las ideas que los chicos poseen sobre los estacionamientos y las diferentes formas de ascender los autos a plantas superiores, que conocen. Ambos se complementarán para dar al docente una idea cabal sobre el nivel de conocimiento de los alumnos, sobre los temas a trabajar.

Estrategias y Actividades

En principio, el docente realizará un diagnóstico del bagaje de saberes previos que posee el grupo, apelando a una amena conversación sobre los distintos tipos de estacionamiento que conocen, haciendo especial hincapié en los métodos de acceso a las plantas superiores. Con la misma estrategia, introducirá el problema que desencadena este proyecto. A partir de la situación problemática planteada, en primer lugar se estudiará el lugar físico, del que se dispone para la construcción. Mediante el aporte de ideas por parte de los alumnos, se diseñará la distribución de los espacios, que permitan estacionar el mayor número de automóviles, puesto que otorgaría un mayor rédito económico.

Fig. 1

Para una mejor representación mental de la situación, se construirá una maqueta a escala del lugar adquirido para el estacionamiento. Dicha maqueta, será similar a la Fig. 1, y en ella se llevará a cabo la totalidad de las construcciones necesarias, las cuales estarán a cargo de los alumnos. También se hará uso de un automóvil a modo de ejemplo para realizar los cálculos de espacio adecuado.

Luego de analizar las diferentes propuestas, se optará por la construcción de un primer piso, merced a la disponibilidad de espacio que presenta el lugar. Aquí es donde se centrará el núcleo problemático, ¿cómo haremos para que nuestros clientes suban sus autos a la planta alta? ; entonces se solicitará a los alumnos, que aporten ideas, las cuales se analizarán funcionalmente, estructuralmente y económicamente por todo el grupo. Presentadas todas las opciones se decidirá construir una rampa, la cual deberá adaptarse a los espacios disponibles y lograr que cualquier vehículo la suba sin dificultad. Es aquí donde se expondrán las fuerzas actuantes en el plano inclinado, el análisis de los ángulos de inclinación y sus consecuencias para los automóviles, tanto en fuerza como en distancia y se realizaran los cálculos correspondientes para nuestra rampa.

Como complemento de la actividad, los alumnos serán los encargados de construir un auto a control remoto, que será el encargado de ascender por la rampa. Para esto el docente, proveerá de los materiales necesarios y de los conocimientos técnicos- tecnológicos correspondientes. El circuito electrónico que los alumnos deberán calcular y montar es el siguiente:

El Potenciómetro Regulador de Velocidad, controlará la potencia del motor, motivo por el cual controlamos la fuerza que éste realizará.

El trabajo se organizará mediante la conformación de Grupos de Trabajo, dedicados cada uno a una parte específica del proceso. Los Grupos se dividirán bajo los siguientes criterios y se les asignarán las siguientes funciones:

  • Grupo Planificador de Estructuras: Realizar los Planos y los correspondientes cálculos de las estructuras de la maqueta del estacionamiento, teniendo en cuenta que serán los encargados de comunicar y guiar al grupo constructor.

  • Grupo Constructor de estructuras: Se encargan de realizar la lectura correcta de los planos establecidos y llevar a cabo la construcción de la maqueta, así como su decoración (pintura señalización).

  • Grupo Diseñador de Automóvil: Se encargan de diseñar, calcular y montar los circuitos electrónicos para, producir el movimiento del automóvil. Tendrán que contactarse con los diseñadores de la rampa, por las limitaciones de potencia con los que cuentan.

El docente actuará como asesor técnico - Tecnológico de cada WorkGroup, y será el coordinador general del trabajo, estableciendo y regulando los tiempos de cada tarea.

Una vez construídas las primeras estructuras se demostrarán prácticamente las propiedades del plano inclinado, que anteriormente se expusieron en el pizarrón, y las cuales fueron sustento de los cálculos realizados.

El trabajo se cerrará con la presentación de la maqueta, y el ascenso del auto hacia el primer piso, mediante el sistema de control elaborado.

Recursos

  • Libros de Física, obtenidos de la biblioteca escolar, aportados por los alumnos o en su oportunidad por el docente.

  • Material de Telgopol, para la construcción de la maqueta.

  • Autos de Juguete.

  • Motores de Corriente Contínua.

  • Plaquetas experimentales (Protoboars).

  • Baterías y/o Pilas.

  • Potenciómetros.

  • Pizarrón y Tizas.

Expectativas de Logro

  • Comprender las diferentes expresiones del lenguaje tecnológico, tanto en su lectura como en su producción, para aplicarlo en situaciones que lo requieran.

  • Dominar los sistemas de escalas y magnitudes empleados.

  • Reconocer los componentes básicos de un sistema de control.

  • Asimilar el trabajo en grupo, como una forma de interaccionar con sus pares, para obtener un mejor resultado global, y un crecimiento personal y profesional.

  • Aplicar correctamente el conocimiento científico y las técnicas disponibles para la solución de problemas, analizando las consecuencias sociales, económicas y culturales, de dichas propuestas.

  • Reconocer, determinar y aplicar a una nueva situación los conocimientos adquiridos sobre el plano inclinado.

Contenidos

- Sistemas de Fuerzas.

Estática y - El Plano Inclinado.

Dinámica - Fuerza Resultante.

-Composición y descomposición de sistemas mediante métodos Gráficos y Analíticos.

- Principio de acción y reacción.

- Voltaje, Corriente y Resistencia.

- Ley de Ohm.

- Elementos Circuitales

Electrodinámica - Corriente Alterna y Corriente Continua.

Un Estacionamiento - Motores de Corriente Continua.

muy particular... - Potencia y Fuerza.

- Lenguaje Tecnológico.

- Escalas.

Tecnología - Simbologías Especificas.

- Fases del Proyecto tecnológico.

- Principios de Sistemas de Control.

Contenidos Procedimentales:

  • Búsqueda de posibles soluciones ante la presencia de una situación problemática.

  • Resolución de problemas conceptuales, analíticos y gráficos.

  • Reconocimiento de las fuerzas actuantes en un sistema.

Contenidos Actitudinales:

  • Participación activa en grupos de trabajo

  • Confrontación respetuosa de las ideas con los compañeros

  • Valoración de las responsabilidades.

  • Cumplimiento de los tiempos pautados.

  • Trabajo Intergrupal, cooperativo y solidario.

Evaluación

El proceso de evaluación será continuo, constantemente el docente observará los progresos de cada uno de los grupos, así como también la capacidad que éstos poseen para comunicarse tecnológicamente con sus compañeros.

Una vez finalizada la labor que cada grupo desarrollo, se procederá a una exposición de su trabajo, ante el resto del alumnado, en el que deberán explicar los fundamentos de su producción, los caminos que tomaron, la distribución de tareas que realizaron y todos los detalles necesarios, para que los otros grupos tengan una visión integral de los resultados del proyecto.

Se les presentará a los alumnos la viñeta utilizada en el diagnóstico, y se les pedirá que la respondan nuevamente. Una vez concretado se procederá a confrontar la respuesta y la justificación dada en el comienzo del camino que recorre el proyecto, con la recientemente elaborada. Esto le dará la pauta al docente de los progresos de cada uno de sus alumnos, así como también servirá para éstos últimos a apreciar la evolución de su aprendizaje.

Por último el docente planteará otra situación problemática, que los alumnos deberán resolver de manera abstracta, aplicando todos los conocimientos adquiridos anteriormente. Esto pone a los alumnos ante otro problema, que de ser resuelto, dará al docente la pauta de que el aprendizaje resulto significativo para el grupo.

El problema planteado podría ser: diseñar el funcionamiento de una escalera mecánica que debe transportar hasta tres personas a la vez, con un promedio de peso de 70 Kg Fuerza. Tendrán que realizar un gráfico esquemático de la disposición de los motores y realizar los cálculos correspondientes de potencia. Otra opción sería, diseñar una silla de ruedas eléctrica, que sea capaz de subir las rampas que encontramos en todas las esquinas céntricas. Aquí el desafío sería mayor, debido a que es un problema que involucra la calidad de vida de otro ser humano, y la tecnología tiene que progresar en ese sentido y no en la autodestrucción de la especie y que mejor que fomentar ese espíritu desde la escuela.

Cronograma

El siguiente es un diagrama que representa la distribución aproximada de los tiempos en que se desarrollará el presente proyecto. Los módulos son de 40 minutos

Un Estacionamiento

muy Particular...

trata contenidos tiene sus

de fundamentos en la

FISICA TECNOLOGIA

Comprende Posee un

entre otras áreas

ESTATICA y DINAMICA ELECTRODINAMICA LENGUAJE TECNOLOGICO

Estudia Estudia sirve para

Comunicar un

SISTEMAS DE FENOMENOS PROYECTO

FUERZAS ELECTRICOS TECNOLOGICO

Como lo es Ayudan a implica un enfoque

Diseñar y construir de los problemas

PLANO INCLINADO CIRCUITOS DE SOCIAL ECONOMICO CIENTIFICO

CONTROL

TECNICO POLITICO

Bibliografía del Profesor

  • Física General (Vol. 1 y 2) - Tipler

  • Principios de Electrónica - Malvino

  • Ciencia, Técnica y Tecnología - A. Gay

Comentario de Profesores

El proyecto fue observado por el Profesor de Física Fernando Valla, el cual me comenta que la idea estaba muy buena y me aconsejo como tratar ciertos temas en el nivel EGB 3. Por ejemplo como explicar el calculo de la fuerza resultante, si los alumnos no manejan la trigonometría o también como mostrar el concepto de fuerza normal.

También fueron muy productivos para mí, algunas ideas que se le ocurrieron cuando leía el desarrollo de las actividades. Por ejemplo me propuso formar un grupo que se encargue de la organización del estacionamiento, esto es, sistemas de señalización, indicadores de rampa ocupada, sistemas de facturación a los clientes, etc.

En cuanto a la parte de electrónica, también me propuso una variante interesante. En vez de colocarle un motor al auto, tomar algún auto a control remoto alámbrico, y modificar el circuito electrónico para adaptarlo a nuestras necesidades. Esto me pareció muy bueno, porque seria una excelente opción en caso de no contar con los recursos necesarios o con un grupo con dificultades. Esto se enmarcaría dentro de lo que en el ámbito tecnológico, llamamos Reingenieria. Esto consiste en el análisis de un producto ya diseñado, para su comprensión o mejoramiento., y es otra de las variantes de los métodos tecnológicos.

1

1

20 m

8 m

45 m

Unidad didáctica

Un Estacionamiento muy particular...

Actividad Módulos

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Diagnostico

Planteo de la situación problemática

Análisis de Soluciones

Construcción de la maqueta

Clases Teórico - Practicas

División y asignación de tareas a los grupos

Desarrollo de las tareas

Exposición Grupal de la tarea desarrollada

Exposición General

Conclusiones y evaluación final