Quinto grado, primera unidad del programa: El Sistema Solar

 


Recomendaciones para dirigir el proceso de enseñanza-aprendizaje y lograr que los escolares cumplimenten los objetivos del programa


Orientaciones para las clases relacionadas con el calor, su transferencia y su medición


Una vez que se aborden los contenidos relacionados con el Universo, el Sistema Solar y sus astros, se puede preguntar de dónde proviene la energía, en forma de luz y calor que reciben los planetas y sus satélites. El propósito de esta clase es que los escolares puedan argumentar que el Sol es la principal fuente de energía de la Tierra y que esta energía se transmite en forma de luz y calor. Hemos destacado esta frase relacionada con la energía, pues, aunque no se va a definir este concepto, sí se debe manejar con los niños y niñas. Ellos tienen que referirse a la luz y al calor como formas de energía y a esto contribuirá el maestro a través del diálogo que establezca con sus educandos..


El maestro debe explicar que el Sol es la principal fuente de energía para la vida del planeta, haciendo que los escolares ofrezcan ejemplos en tal sentido. Asimismo, al abordar estos conceptos se puede identificar al calor y la luz como formas de propagación de la energía solar. El maestro puede explicar de forma sencilla qué quiere decir propagar, mediante otros elementos que “se propagan”, como un fuego, una epidemia, y así sucesivamente. En este caso se trata de algo bueno que se propaga, que son el calor y la luz.


Se deben realizar experimentos sencillos que demuestren las formas de transferencia o propagación del calor. En este sentido, el maestro debe tener claridad acerca de los conceptos de conducción, convección y radiación. Para ello, es preciso que rememore ciertos conocimientos de física. Por ejemplo, constantemente se producen transformaciones de energía y a veces no sabemos identificarlas: al martillar sobre un clavo ha de tenerse en cuenta no solamente la transformación de la energía potencial gravitatoria en cinética, pues si se incluye al brazo que sostiene al martillo, hay que mencionar la energía elástica de los músculos que se contraen para levantar el martillo y, hasta puede extenderse la consideración del clavo que es golpeado y hay que mencionar entonces la energía interna manifestada por el calentamiento del metal.


Al analizar lo que le ocurre a la energía de los sistemas cuando estos interaccionan, la experiencia didáctica plantea que es justamente en los ejemplos en que intervienen fenómenos relacionados con el calor, donde aparecen más dificultades para la comprensión respecto a la conservación y la transformación de la energía. Siempre el maestro ha de referirse a estos términos y nunca deberá decir: “la energía se acaba, se elimina, desaparece…” Esto se debe a que hay que formar la concepción científica del mundo y estas frases son incorrectas.


Por mucho tiempo el calor se consideró como algo sin relación con la energía y los procesos energéticos, pues este fue visto inicialmente como una sustancia que pasaba de unos a otros objetos y aparentemente se trataba de un fenómeno ajeno a la energía, ya que no se había perfeccionado aún la concepción que hoy se tiene acerca de la energética. El estudio del calor dio paso, hacia mediados del siglo XIX, a una concepción bien distinta, en la que el calor y el trabajo se consideraron equivalentes, y, de esta manera se pudieron relacionar dos dominios científicos, la mecánica y el estudio del calor.


Desde el punto de vista didáctico, es evidente que los escolares no pueden entender bien la transferencia de la energía de un sistema a otro, ni tampoco su transformación, hasta que no se acerquen al estudio del calor (lo cual lleva aparejada la comprensión del concepto de temperatura), pues ellos han tenido contacto, por sus experiencias y vivencias previas, con fenómenos, tales como: los cambios de estado, la cocción de los alimentos, la conservación del calor del cuerpo mediante el uso de abrigos, la evaporación del agua, el calentamiento por fricción, entre otros.


En el sentido recto de la palabra, calentar significa poner un sistema en contacto con un foco calorífico a mayor temperatura que él, y aumentar así su energía interna. Esto se puede realizar al comprimir un gas, golpear un objeto, agitar fuertemente el líquido contenido en un termo, o irradiar algo, como en el caso de los hornos de microondas. En todos estos casos se produce un aumento de energía interna y el sistema evoluciona de forma que sus partículas se encuentran globalmente en un estado más caótico que antes, más desordenado y a una temperatura más elevada. El maestro no se limitará a preguntar sobre estos ejemplos, sino que podrá pintar en la pizarra unas esferitas y unas flechitas que indiquen que las partículas de un cuerpo que está caliente se mueven con mayor rapidez de uno a otro lado y esto se llama aumento de la energía interna de un cuerpo, lo cual ocurre cuando este se calienta.


En el texto de quinto grado se plantea textualmente: “El Sol nos proporciona constantemente una gran cantidad de energía”. No obstante, este concepto no se desarrolla aún y queda supeditado a la interpretación que cada escolar realice de su significado, aunque, en la misma página se abordan los términos calor y luz, aludiendo a que “son formas en que nos llega esa energía procedente del Sol”. De modo que se aprecian las limitaciones en cuanto a la concepción que se aborda en relación con el término calor, el cual debe acercarse a los escolares como energía interna o en tránsito, como se ha demostrado por la ciencia y se ha explicado aquí. Es potestad del maestro esclarecer con palabras sencillas esta concepción.


Debe ser reafirmada la idea de que cuando dos sistemas a distinta temperatura se ponen en contacto, acaban alcanzando una temperatura de equilibrio. El proceso de transmisión del calor dentro de un mismo cuerpo, o de un cuerpo a otro, estando en contacto, a diferentes temperaturas, sin que la sustancia se traslade, se denomina conducción o conductividad térmica. Este enfoque se trata en quinto grado, junto a las demás formas de transferencia del calor, aunque se les denomina como formas de transmisión del calor. En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Si por ejemplo, se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma tal, que aumente su temperatura, como se recomienda realizar experimentalmente en quinto grado, el calor se transmite hasta el extremo más frío, por conducción.


Diversas experiencias relacionadas con la conductividad del calor son señaladas en el libro de texto y en las Orientaciones metodológicas de Ciencias Naturales, quinto grado. Una actividad sencilla y fácil de comprender en su esencia es la que solicita ejemplificar las sustancias buenas y malas conductoras del calor. Esta tarea puede ser evaluativa. En otros temas del mismo programa, se trata sobre la dilatación de los cuerpos y sustancias por la acción del calor, y los cambios de estado; todos los fenómenos mencionados, están relacionados con este proceso de intercambio de energía entre dos sistemas. Siempre que se trate acerca de estos procesos debe rememorarse esta primera unidad, porque sienta bases para posteriores conceptos.

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