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FÍSICA Y QUÍMICA

Naturaleza corpuscular y carácter eléctrico de la materia. Magnetismo. Fuerzas

Nueva mente

Recursos para el docente ESB 2.º año

Ferrari Ricardo Franco Elina I. Godoy Alejandro

María Cristina Iglesias Francisco López Arriazu Gabriel D. Serafini

FÍSICA Y QUÍMICA Naturaleza corpuscular y carácter eléctrico de la materia. Magnetismo. Fuerzas FÍSICA Y QUÍMICA Naturaleza corpuscular y carácter eléctrico de la materia. Magnetismo. Fuerzas. Recursos para el docente.

Recursos para el docente

es una obra colectiva, creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana S.A., bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo:

Nueva mente

 Alejandro Ferrari Ferrari Ricardo Franco Elina I. Godoy María Cristina Iglesias Francisco López Arriazu Gabriel D. Serafini Editor: Alejandro Ferrari Editora sénior: Patricia S. Granieri Coordinadora editorial: Mónica Pavicich Subdirectora editorial: Lidia Mazzalomo

Índice Cuadro de contenidos, pág. 2 • Cómo es el libro, pág. 6 • Solucionario, pág. 16

Diagramación: Paula Socolovsky. Corrección: Marta Castro.

© 2008, EDICIONES SANTILLANA S.A.  Av. L. N. N. Alem Alem 720 720 (C1001AAP (C1001AAP),), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 978-950-46-1842-3

Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reser vados, es ilegal y constituye un delito.

Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723. Impreso en Argentina, Printed in Argentina. Primera edición: enero de 2008 Primera reimpresión: marzo de 2008 Este libro se terminó de imprimir en el mes de marzo de 2008, en Grafisur, Cortejarena 2943, Buenos Aires, República Argentina.

Física y química : naturaleza corpuscular y carácter eléctrico de la materia : magnetismo : fuerzas : recursos para el docente / Alejandro Ferrari...[et.al. ]. - 1a ed. Buenos Aires : Santillana, 2007. 32 p. ; 28x22 cm. (Nueva mente) ISBN 978-950-46-1842-3 1. Física. 2. Quími ca. 3. Educación Secundaria Básica. CDD 530.072 1:540.071 2

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El libro de Física y Química Así comienza El libro de Física y Química comienza con un capítulo introductorio llamado Así es la ciencia . En él él se describen progresivamente algunas características del quehacer científico . Se hace uso de la historia de la ciencia como herramienta para la comprensión del proceso de

El tratamiento de la historia  Y la historia de la ciencia también es una sección que permite que los alumnos reconozcan la importancia del estudio de la historia de la ciencia. Se espera que los alumnos dejen de ver los avances científicos como un resultado acaba-

construcción científica , modalidad modali dad que se recupera a lo largo de todo el libro. “Así es la ciencia” mantiene la misma estructura que el resto de los capítulos; sin embargo, merecen mención especial espe cial algunos aspec aspe ctos, que serán de interés para el trabajo en el aula.

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El libro de Física y Química Así comienza El libro de Física y Química comienza con un capítulo introductorio llamado Así es la ciencia . En él él se describen progresivamente algunas características del quehacer científico . Se hace uso de la historia de la ciencia como herramienta para la comprensión del proceso de

construcción científica , modalidad modali dad que se recupera a lo largo de todo el libro. “Así es la ciencia” mantiene la misma estructura que el resto de los capítulos; sin embargo, merecen mención especial espe cial algunos aspec aspe ctos, que serán de interés para el trabajo en el aula.

El tratamiento de la historia  Y la historia de la ciencia también es una sección que permite que los alumnos reconozcan la importancia del estudio de la historia de la ciencia. Se espera que los alumnos dejen de ver los avances científicos como un resultado acabado, para comenzar a considerarlos dinámicos y generados a partir de la actividad de personas inmersas en un “escenario” social e histórico particular.

La imagen del científico  Se trabaja la apropiación de una imagen realista de los científicos y su trabajo, para confrontarla con la frecuente visión deformada que los alumnos tienen sobre ella. Es importante que los alumnos incorporen el papel de la mujer en la ciencia. La historia de Marie Curie relata el impacto que tuvieron sus aportes en el proceso científico.

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Se trabaja con una imagen realista de los científicos y su trabajo, tanto en la actualidad como en el pasado. En este caso, se presenta a una mujer dedicada a la ciencia y a la observación de aves.

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Las habilidades lingüísticas Las habilidades lingüísticas   se ponen de manifiesto en la comunicación con los diferentes actores educativos. Si el proceso de aprendizaje es una construcción personal mediada por dicha interacción, se hace necesario ayudar a los

alumnos a mejorar sus producciones orales y escritas. En e sta introducción, introduc ción, los alumnos abordan ab ordan las diferencias que existen entre las habilidades y las “pondrán en juego” a lo largo de todo el libro.

Habilidades lingüísticas Describir

Definir

Narrar

Argumentar

Explicar*

Es…

Contar cómo es un objeto, un hecho o una persona representándolo con palabras, dibujos, esquemas, etc. Dar una idea general de algo.

Proporcionar con claridad el significado de un concepto. Hacer comprensible un fenómeno o un acontecimiento a un destinatario.

Relatar hechos que les suceden a unos personajes en un lugar y en un tiempo determinados.

Afirmar o refutar una opinión con la intención de convencer a la audiencia.

Dejar claras las causas por las cuales ocurre un evento o fenómeno. Una explicación modifica el estado de conocimiento de quien la recibe.

Responde a…

¿Cómo es? ¿Qué hace? ¿Para qué sirve?

¿Qué es? ¿Qué significa?

¿Qué pasa? ¿Quién es?

¿Qué pienso? ¿Qué me parece?

¿Por qué? ¿Cómo? ¿Para qué?

Se usa en…

Guías de viaje, cartas, diarios, diccionarios, clases.

Libros de texto, diccionarios, artículos de divulgación, enciclopedias, clases.

Novelas, cuentos, noticias, biografías, leyendas, clases.

En discursos políticos, en cartas de lectores, en juicios, en los resultados de un trabajo científico.

Revistas y artículos de divulgación, conferencias, clases.

Ejemplo

¿Cómo es tu casa? Es muy espaciosa, tiene un jardín muy amplio y una parrilla donde hacemos asados todos los domingos. Está pintada de verde.

¿Qué es el calor? El calor es la energía que se transfiere entre dos cuerpos que están en contacto y a diferentes temperaturas.

¿Quién fue Marie Curie? Fue una científica polaca que vivió en el siglo . Sus principales aportes se refieren a la radiactividad.

¿Qué pensás sobre la ingeniería genética? En mi opinión, hay que tener mucho cuidado porque no hay suficientes pruebas que pongan en evidencia la inocuidad de las técnicas.

¿Por qué no hay que agregar sal al agua antes de que hierva? Porque si se coloca antes, aumenta el punto de ebullición del agua, por lo tanto tardará mucho más en hervir. Esto se debe a la interacción entre el agua y la sal.

*Explicar y justificar son habilidades lingüísticas muy parecidas y en este libro las consideraremos equivalentes.

La sección Palabras en ciencia, al final de cada capítulo, propone trabajar las habilidades lingüísticas.

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Las definiciones presentadas para las diferentes habilidades lingüísticas no son “estáticas”. Sugerimos Sugerimos que cada docente y sus alumnos las analicen y establezcan un consenso acerca de lo que se espera con cada una de ellas.

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¿Cómo continúa? El libro de Física y Química cuenta con nueve capítulos que abordan estas disciplinas de manera integrada. Además de lograr la comprensión del contenido, se busca generar en el

alumno la apropiación de modelos científicos actuales a partir del análisis y la discusión de los modelos antiguos.

La apertura del capítulo  Cada capítulo comienza con dos historias que transcurren en paralelo, en formato de historieta, que intentan reflejar de qué

manera un hecho histórico está presente (o cómo influcotidiana iana. ye) en nuestra vida cotid

Título y número del capítulo.

La historieta de la izquierda remite a un hecho histórico y central para el tema que se desarrollará en el capítulo.

La historieta de la derecha se relaciona con un hecho cotidiano que se vincula, de algún modo, con la historia de la ciencia.

La sección La historia bajo la lupa pone en contexto ambas historias. Se incorporan nuevos datos, que son necesarios para responder las actividades que continúan.

Las actividades presentadas luego de “La historia bajo la lupa” se resuelven siempre de manera grupal. Su objetivo es recuperar conceptos trabajados en la apertura, así como también indagar ideas previas.

La Hoja de ruta muestra la organización de contenidos que se desarrollará a lo largo del capítulo.

Las actividades presentadas aquí siempre son de carácter individual. Su objetivo es la anticipación de contenidos. Las respuestas se recuperan al finalizar el capítulo en la sección “Actividades finales”.

En el momento de dar inicio a un capítulo, una estrategia posible para el docente puede ser llevar a cabo una lectura colectiva de las historietas. Esto permitirá un enriquecimiento del trabajo a partir de la opinión y el debate.

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El desarrollo del texto  El texto se presenta con un lenguaje sencillo y claro. Puede presentar títulos y subtítulos.

Las actividades instantáneas intercaladas en el texto tienen como objetivo anticipar contenidos y se resuelven al finalizar el tema tratado. En otros casos, aplican o integran los contenidos.

Hora de ir al laboratorio es una invitación para hacer un trabajo práctico fuera del ámbito áulico. Siempre remite a alguna página de la sección final del libro, donde se reúnen todas las prácticas de laboratorio.

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Las fotografías, esquemas y gráficos son recursos que permiten una mejor comprensión de los conceptos. Están acompañados, en todos los casos, por epígrafes cortos y claros que en ocasiones proporcionan datos adicionales.

El desarrollo de los temas, por lo general, utiliza representaciones múltiples. Para favorecer una interrelación entre ideas, es interesante solicitarles a los alumnos, explícitamente, que utilicen más de un tipo de representación para abordar los contenidos.

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Las secciones especiales En cada capítulo hay por lo menos tres secciones especiales: espe ciales: Pura ciencia , Actividades  y las Autoevaluaciones.

Las actividades Las páginas de actividades  son fácilmente identificables, tanto por el color de fondo como por la banda inicial característica. Están pensadas para que los alumnos desarro-

En algunos casos los alumnos recuperan contenidos adquiridos en las páginas anteriores para “ponerlos en juego” en nuevas situaciones problemáticas.

llen competencia competenciass científicas y activen diversas habilidades cognitivo-lingü cognitivo-lingüísticas ísticas.

En otros, se involucran con las características de los procesos científicos, recuperando contenidos trabajados en Así es la ciencia .

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Asimismo, se presentan algunas actividades que dejan entrever la manera en que la ciencia y la tecnología forman parte de nuestra vida cotidiana e influyen en nuestra calidad de vida.

Finalmente, otras actividades favorecen la disposición a involucrarse, como ciudadanos reflexivos , en temas que se relacionan con la ciencia y sus ideas.

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Pura ciencia  Se trata de una sección especial que se presenta por única vez en cada capítulo. En cada una de ellas se propone un trabajo diferente que detalla una actividad distintiva y vinculada con el quehacer científico . Se lo considera un espacio propi-

cio para el desarrollo de procedimientos , habilidades y destrezas . Cabe aclarar que en esta sección no se abordan actividades experimentales, las cuales se encontr encontrarán arán al finalizar el libro.

e un modelo Limitaciones d

Diseño de inst rumen t os de labora t orio

Las habilidades que se propone trabajar en cada caso se explicitan en el subtítulo.

Por lo general, al comienzo siempre se describe en forma breve la habilidad específica que se pretende trabajar, aunque han tenido un mayor tratamiento en la introducción del libro.

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 los y ón d e mo d e  ió s i  is  R e v i as  ia  enc i c i e n  e s  e n o  io  i c ca  ic  e x p l i

solubilidad Elaboración de modelos, y teoría corpuscular

Con la intención de sostener el dinamismo de la página, en ocasiones aparece una caricatura animada, exclusiva de la sección. Suele hacerse preguntas relacionadas con el tema. No son actividades para los lectores, pero sí pueden encontrarse en ellas sugerencias interesantes para ampliar el tema de discusión o bien para resolver algún conflicto de manera oral.

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Autoevaluaciones Uno de los principales objetivos de la enseñanza es fomentar el desarrollo de aprendizajes significativos , y esto esto requiere una participación activa y reflexiva por parte de los alumnos. En este sentido, cobra especial importancia el desarrollo de habilidades metacognitivas , donde es e s el

propio alumno quien, a partir de la reflexión, regula sus propios procesos de aprendizaje, tomando conciencia tanto de sus dificultades como de sus facilidades para estudiar. Este es el objetivo de la Autoevaluación .

En Pura ciencia.

En Actividades.

En las páginas de desarrollo de contenido.

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Las autoevaluaciones están ubicadas estratégicamente de manera tal de colocar a los alumnos en situaciones de reflexión sobre sus procedimientos para aprender. Dichos procedimientos se retoman y analizan al finalizar cada capítulo.

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Las actividades finales Al finalizar el desarrollo de contenidos se encuentran las Actividades finales , separadas en diferentes diferentes categorías: categorías:

Para recuperar conceptos incluye actividades de resolución simple y cerrada que buscan ordenar los contenidos centrales necesarios para la resolución de las demás actividades.

Palabras en ciencia, como ya se mencionó, pretende poner en  juego las habilidades lingüísticas, trabajadas en Así es la ciencia, ajustadas a la temática del capítulo.

Ciencia de todos los días propone el análisis de una situación cotidiana para aplicar los contenidos trabajados.

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Con solución abierta propone una situación problemática que no tiene una respuesta única. Tiene como objetivo que el alumno utilice los contenidos aprendidos y los transfiera a las situaciones propuestas.

Para cerrar, volvemos a empezar tiene como objetivo trabajar con las respuestas dadas por los alumnos en la Hoja de ruta, para evaluarlas, reverlas, compararlas, ampliarlas, etcétera.

Autoevaluación retoma y analiza los procedimientos de estudio “puestos en juego” por parte de los alumnos.

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Entre capítulo y capítulo Una vez terminado el capítulo, dos páginas de neto corte divulgativo ofrecen la oportunidad de leer y disfrutar la ciencia. Curiosidades, anécdotas históricas, aspectos poco

conocidos de científicos famosos, la ciencia en las películas, “misterios” o casos no resueltos por la ciencia son algunas de las temáticas alrededor de las cuales giran los textos.

Entretelones de la ciencia 

a  ra os pa r  lo ¿C hoc l  la mados ?  hace r l la

o r  jo o ”, es me j  io S i es “ b i

Boyle: exper iment ar , exper iment ar ... ¡y publicar !

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Al final del libro Cerrando el libro se encuentra la sección se cción Prácticas de laboratorio , donde se detallan prácticas de interés para los temas abordados. La realización de los trabajos prácticos es el momento moment o ideal para integrar la teoría y la práctica . De esta manera, el alumno toma conciencia de la importancia

que cobra, en el momento de su realización, el poseer sólidos conocimientos teóricos sobre el tema. Asimismo, se incluyen propuestas de investigación  que se derivan de los experimentoss dados. rimento da dos.

Prácticas de laboratorio  Número del capítulo al que pertenece la práctica. Título claro y conciso de la actividad experimental.

Imágenes de los dispositivos o pasos del procedimiento, que ayudan a una mejor comprensión de la experiencia.

Listado de materiales requeridos, por lo general muy accesibles.

Número de la práctica (no coincide, necesariamente, con el del capítulo).

Diseño experimental es un apartado presente en algunas prácticas de laboratorio, que invita a los alumnos al diseño y la realización de nuevas actividades experimentales.    3    2    7  .    1    1    y    e    L  .    a     i    p    o    c    o    t    o     f

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Si bien en algunas prácticas aparecen “llamadas de atención” acerca de los cuidados que deben tomarse a la hora de su realización, sugerimos llevar a cabo una práctica introductoria  que trate sobre las normas de seguridad, así como también brindar un primer momento de exploración y familiarización con el material de trabajo con el que cuenta cu enta el laboratorio escolar.

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Solucionario

Así es la ciencia (8-21) Página 9 1 a) Diciéndole que puede haber mujeres en ciencia, como por ejemplo, Marie Curie. b) Esta pregunta apunta a que cada grupo comience a debatir, un poco impulsados por la historieta, sobre lo que ocurría en otros momentos históricos. Algunos podrán pensar que era igual, otros disentirán con esta respuesta. c) A través de la historia de la ciencia uno mira el pasado para analizar qué ocurría en determinado momento. Antes, para las mujeres no era sencillo acceder al mundo de la ciencia. d) Es importante recuperar esta pregunta más adelante, dado que posiblemente los chicos aún no tengan en claro qué es la ciencia y, por lo tanto, pueden aparecer respuestas interesantes para trabajarlas luego de avanzar con los contenidos. Quizá sería conveniente guiarlos para que digan algo más que lo expresado en esta sección acerca de que el hombre ha cambiado su visión de la Naturaleza. Lo ideal sería que explicaran qué significa para ellos esa frase. A menudo le adjudican a la ciencia un carácter estático. e) Nuevamente pueden surgir ideas encontradas. Es posible que algunos alumnos piensen que si algo que se pensaba antes ya no se piensa, significa que no se puede confiar. f) Esta pregunta pretende hacerlos reflexionar acerca de cómo era el trabajo de los científicos de antes respecto de los de hoy, con qué tecnologías contaban para acercarse a la Naturaleza, etcétera. Es una pregunta interesante, puesto que para responderla deben situarse en otros momentos históricos. g) Esta pregunta amplía a la f. Página 13 2 a) Lo que pretende decir William Whewell es que, a pesar de que Dalton afirmó que la materia está compuesta por partículas indivisibles, la química no ha provisto ni proveerá evidencias experimentales que satisfagan dicha afirmación. b) Whewell no concuerda con Dalton, porque afirma que la existencia real de los átomos no se comprobó experimentalmente. Por el contrario, este científico está de acuerdo con Dalton en que su teoría es útil como modelo para explicar o calcular determinados fenómenos. Aclaración: quizá en este punto sea interesante comentarles a los alumnos que, en épocas en que determinados científicos planteaban algún modelo o idea distinto del que se sostenía por entonces, ese modelo o idea no presentaba problemas mientras se dejase en claro que su uso sería de índole instrumental, es decir, algo útil para realizar mediciones. Un ejemplo puede ser el heliocentrismo de Copérnico y el de Galileo. Ambos presentaban la idea del Sol como centro del Universo y los planetas, incluida la

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Tierra, que se movían a su alrededor. El hecho de que Galileo se haya visto complicado por sus postulados proviene, entre otras cosas, de que él afirmaba que esa cosmovisión era “real”, que era verdad que la Tierra se movía y no era el centro del Universo. Copérnico, en su prólogo, deja claro que su cosmovisión es tan solo un instrumento para calcular cosas. c) Que no existe una evidencia comprobable satisfactoria. d) Expone la idea de la ciencia como una sucesión de conocimientos que se consideran verdades solo transitoriamente. 3 a) Gracias a ellos se han solucionado gran número de problemas en el área de la salud. b) Si los científicos no investigaran la existencia de nuevos materiales, como en este caso, no se podrían encontrar soluciones como esta a problemas tan urgentes. c) Se refiere a que intervienen científicos y profesionales de áreas diversas trabajando en forma conjunta con un fin determinado, que en este caso es la mejora de la calidad de vida de las personas a través de la utilización de biomateriales. d) Esta pregunta es abierta y, por lo tanto, se trata de que cada alumno o grupo aporte sus ideas en relación con los materiales utilizados con anterioridad. En otras áreas, como las Ciencias sociales, es posible que hayan estudiado diferentes momentos históricos y puedan entonces recuperar esos contenidos para aplicarlos en esta pregunta. Es importante que justifiquen sus respuestas, porque una de las cuestiones que es preciso destacar es que, independientemente de si en tiempos remotos estos biomateriales existían o no, a medida que la ciencia (conocimiento científico) y la tecnología avanzan es de esperar que vayan cambiando y perfeccionándose cada vez más. e) La idea es profundizar sobre el tema, realizar una investigación, utilizar este momento para ampliar, revisar y comparar sus respuestas. Página 15   La hipótesis de Van Helmont era que las plantas toman de la tierra los materiales necesarios para crecer. Sin embargo, el sauce había “crecido 74 kg”, y la tierra solo había perdido unos 2,5 kg. Eso indica que el sauce tomó materiales de otro lado, por ejemplo, del agua (luego se comprobaría que también del CO2 del aire). Página 16 Los dos primeros son modelos científicos, mientras que el tercero es un modelo escolar. El segundo es un modelo científico que actualmente ha sido descartado.

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