martes, 18 de noviembre de 2014

El aire y la atmósfera: Investigación y secuencia

Investigación: El Aire y La Atmósfera
El Aire: Es una mezcla de gases que forma la atmósfera de la tierra compuesto por:
Propiedades químicas del Aire: Las propiedades químicas de los gases que componen el aire, nos informan sobre el tipo de reacciones que estos pueden experimentar.
O2: Incoloro, inodoro, no toxico, proviene de la fotosíntesis de las plantas y lo consumimos en la respiración celular, elemento más abundante en la corteza terrestre. Es sumamente importante en las reacciones de combustión, es por eso que se considera como un comburente, si no hay suficiente de este la reacción es incompleta y libera monóxido de carbono que puede llegar a ser mortal, ya que es inoloro e incoloro. Y si hay la cantidad necesaria de O2 se produce la combustión completa.
H2: Inodoro, incoloro, insípido y es diatómico, este elemento con una pequeña inflamación en presencia de o2 reacciona violentamente, por eso se dice que este también es combustible, la reacción de H2O + O2, libera energía en forma de luz y calor, dando como producto vapor de H2O
CO2: Se genera por 2 formas: 1) respuesta Celular 2) resultado de la combustión, es incoloro, inodoro y poco reactivo. Este se disuelve en H2O y reacciona con ella y produce pequeñas cantidades de ácido carbónico (H2CO3), el cual varía el PH de las disoluciones (Oxido Acido).
O3: 3 átomos de O2, se forma a nivel natural en la atmósfera, por la acción de la radiación UV del sol sobre las moléculas de O2, posee un gran poder oxidante, debido a esto se hace posible la potabilización del H2O.
N2: Incoloro, insípido, no toxico, diatomico, es el más abundante en la atmósfera, poco reactivo, diluye a los demás componentes, también existe el ciclo del N2, las plantas leguminosas captan el N2 de la atmósfera y lo fijan al suelo, estas lo convierten en amoniaco y ahí nosotros lo consumimos y de esta manera fijamos este gas, ya que es esencial para la síntesis de proteínas.

La Atmósfera:

Nuestro planeta está rodeado por una capa gaseosa llamada atmósfera.
Sus principales componentes son: Oxígeno, anhídrido carbónico, vapor de agua y nitrógeno.
La atmósfera de nuestro planeta está formada por grandes masas de aire que se desplazan de un lugar a otro dando lugar a diferentes fenómenos atmosféricos. El tiempo atmosférico depende de varios factores:
 - Temperatura del aire
 - Humedad del aire
 - Presión del aire
 - Los vientos
 - Las precipitaciones

 a) La TEMPERATURA. La temperatura es el grado de calor o frío que hay en un lugar. Cuando hace calor decimos que la temperatura es alta y al revés cuando hace frío.
La temperatura varía según la altura y con la proximidad o lejanía del mar. A mayor altura más frío; a mayor proximidad del mar las temperaturas son más suaves.
b) La HUMEDAD. Tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por agua. Cuando hace calor el agua se evapora. El vapor de agua asciende  y pasa a formar parte de la atmósfera.
c) La PRESIÓN ATMOSFÉRICA. La Atmósfera ejerce un peso sobre la Tierra y este peso del aire sobre un lugar de la Tierra es lo que se llama presión atmosférica. Es decir: La presión atmosférica es la fuerza que ejerce el peso del aire situado sobre un determinado punto de la Tierra.  La presión que la atmósfera ejerce sobre nuestro cuerpo es de 15 toneladas
d) El VIENTO es el aire en movimiento. Se produce cuando se calienta una masa de aire de un lugar de la Tierra. El movimiento de las grandes masas de aire de la atmósfera está producido, principalmente, por tres causas:
·        La influencia del Sol: el Sol calienta el aire y éste asciende hacia las capas más altas de la atmósfera. Allí se enfría y, al pesar más que el aire cálido, desciende.
·        La Tierra: mediante su movimiento de rotación y traslación mueve las capas de aire de la atmósfera.
·        La inclinación del eje terrestre: origina que unas zonas se calienten más que otras.
Como el aire caliente pesa menos, se eleva y deja un espacio que viene a ocuparlo el aire de las proximidades y así, de esta manera, el aire se pone en movimiento. El viento, por tanto, va de las zonas más frías a las más calientes.
Hay vientos que se producen de forma periódica, como la brisa costera, que durante el día sopla desde el mar hacia la tierra y durante la noche desde la tierra hacia el mar.
e) Las lluvias o PRECIPITACIONES. Con el calor el agua de los ríos, los lagos y mares se evapora y se eleva a la atmósfera donde se forman las nubes.
Una vez se han formado las nubes, las diminutas gotas que las forman pueden flotar en el aire. Las gotas van agrupándose formando partículas cada vez más grandes que pesan más y no pueden flotar, en ese momento las gotas caen hacia la superficie en forma de precipitación.
Podemos distinguir, principalmente, tres tipos de precipitación:
·        La lluvia: precipitación en forma de gotas líquidas. Si la lluvia es muy fina se llama llovizna.
·        La nieve: proviene de nubes formadas por cristales de hielo. Este tipo de precipitación cae en forma de copos blancos.
·        El granizo: Precipitación  en forma de bolas irregulares de hielo.
El granizo sólo se forma dentro del cumulonimbo. Las gotas suben por el interior de la nube y se enfrían en la parte superior. Así se forma el primer grano de hielo. Su peso lo hace descender. Al caer, puede que la corriente de aire lo haga subir otra vez formando así otra capa de hielo. Finalmente llega un momento en que el granizo pesa más y desciende hacia el suelo.


Capas de la Atmósfera (capa densa de aire que rodea la tierra):
1) Troposfera 90% de los gases, fenómenos meteorológicos (lluvias, vientos), biológicos
2) Estratosfera Impide los movimientos verticales del aire, capa de Ozono (protege rayos UV)
3) Mesosfera Predominan gases ligeros, poco denso y frío (- 90º C)
4) Ionosfera Ocurre la ionización de las moléculas, aumenta la Tº (700 a 1500º C)
5) Exosfera Transición entre el planeta y el espacio
                             

Funciones de la Atmósfera:
1) El cielo no sería azul (por el O2 en la Atmosfera).
2) Nos quemaríamos por el sol (capa de ozono).
3) No se podría propagar el sonido.
4) No existiría el viento y la lluvia.

Propiedades Físicas del aire. Características:
·        Los gases atmosféricos ocupan espacio.
·        Se expanden y se contraen debido a cambios de temperatura. El aire se expande cuando se calienta y se contrae cuando se enfría, esto hace posible que exista el viento.
·        El aire es una mezcla de gases. Esta mezclado, pero no combinado químicamente.
·        El aire posee densidad 0.0001293 gr/cm3.
·         La atmósfera ejerce presión. Esta ejerce presión sobre los cuerpos, a mayor altura menor presión.







El Aire. Experimentación: A realizar en clase.
Actividad 1:
Materiales: un vaso transparente, una pajita.
Si pones una pajita en un vaso de agua ¿Qué sucede con la pajita? Cuando introduces una pajita en un líquido —con el extremo superior abierto—, el líquido entra en ella hasta que su superficie alcanza el mismo nivel que tiene en el vaso fuera de la pajita. La presión sobre ambas superficies es la misma: una atmósfera.
Si colocas el dedo sobre la pajita y empiezas a sacarla del vaso, el agua sigue en la pajita ¿Por qué sucede esto? El volumen del aire que el dedo atrapa dentro de la pajita aumenta lo justo para que la presión disminuya en la cantidad exacta (unas 0,005 atmósferas) que haga que la presión sea la misma para el líquido en el interior que se encuentra al nivel de la superficie del líquido en el exterior: una atmósfera. Por eso el agua subirá lo justo, para dejar un poco más de volumen para que el aire disminuya su presión en la cantidad deseada.
Actividad 2:
Materiales: vela, fósforos y un vaso transparente.
Ahora vamos a hacer otro experimento para entender el aire. Van a encender una vela y luego la va a tapar con un vaso. Después de ver lo que pasa, hablar sobre ello.
Hay aire dentro del vaso y cuando se pone boca abajo, la vela se apaga por que se acaba el aire, ya que la llama necesita el aire para mantenerse. Sin aire no se puede haber fuego.  El aire también es necesario para nuestra vida y la vida de los animales y las plantas.
Actividad 3:
Materiales: vaso transparente, papel, agua y recipiente grande (o balde).
Procedimiento: primero harán una pelota con el papel y la colocaremos en el fondo del vaso. La pelota debe quedar encajada de tal forma que al invertir el vaso no se caiga.
Luego pongan el vaso boca abajo e introdúzcanlo verticalmente en el agua hasta que toque el fondo del recipiente. Retenerlo así unos 15 segundos.
Observar si el agua entra en el vaso.
Saquen el vaso también verticalmente. Ahora hay que comprobar si el papel sigue tan seco como al principio. ¿Qué ocurrió? ¿Por qué?
Para entrar al vaso, el agua debe empujar el aire que está adentro. El aire se comprime un poco, pero no tanto como para que el agua llegue al papel. Porque el agua empuja hacia arriba, pero el aire empuja hacia abajo.

Secuencia Didáctica: “El aire y la atmósfera”

Sala: 5 años
Tiempo: 3 semanas (2 actividades por semana).
Fundamentación:
La indagación del ambiente está mediada por los contenidos que el docente selecciona del Diseño Curricular. Los contenidos del área están organizados alrededor de tres ejes que hacen referencia a la unidad y la diversidad, a las interacciones y a los cambios. El eje que nosotras hemos elegido es: las interacciones; ya que este concepto da cuenta de las estrechas interrelaciones que existen en los seres vivos entre sí y entre estos últimos y el ambiente. Trabajamos los contenidos desde este eje cuando por ejemplo, observamos a los niños inflar un globo.
Al mismo tiempo que los chicos profundizan sus conocimientos sobre el ambiente, el docente, a través de las diferentes propuestas que plantea, acrecienta en los chicos la curiosidad, la duda, la indagación, el cuestionamiento, la anticipación. Éstas se consideran actitudes que el docente enseña de manera intencional en un marco didáctico que lleva a otorgar nuevos significados a lo que ocurre en el entorno.
La observación, la exploración y la manipulación de los objetos, el registro de los datos a través de cuadros, dibujos, tablas son procedimientos que se aprenden a partir de situaciones significativas.

Una buena parte de las actividades de ciencias naturales en el jardín implica la exploración: los niños exploran con qué objetos pueden hacer Pompas de jabón, cómo separar una mezcla de arena, piedritas y agua, cómo funcionan los molinetes o paracaídas que armaron, etc.
Cuando se  diseñan  actividades para los más pequeños, el docente es el encargado de provocar los estímulos que desencadenan la exploración: ofrece distintos materiales (ruleros, pajitas, burbujeros de diferentes formas, coladores, espumaderas, etc.) para que los chicos hagan pompas. El docente reparte los paracaídas y propone buscar diferentes modos de arrojarlos.

Dada la edad de nuestros alumnos la mayoría de los conceptos de las ciencias naturales no pueden ser comprendidos por ellos por estar alejados de sus posibilidades cognitivas, sin embargo este trabajo de indagación del ambiente profundizará y ampliará su campo de conocimiento, los ayudará a formularse nuevas preguntas, los estimulará a buscar otras respuestas.

Objetivos: Que los niños:
·        Complejicen su mirada sobre el entorno natural y los fenómenos que allí se producen.
·        Desarrollen actitudes individuales y colectivas que se consideran necesarias para acercarse al conocimiento científico, como la capacidad de dudar, criticar, elaborar hipótesis y conclusiones.
·        Potencien su curiosidad al ofrecerles oportunidades de explorar diversos objetos y materiales y a través de experiencias que les permitan ampliar su conocimiento del ambiente.

Contenidos:
·        Aproximación a algunas características de los objetos y los materiales.
·        Exploración de algunas interacciones de los objetos y materiales.
·        Reconocimiento de algunos cambios que ocurren en los objetos y en los materiales como resultado de las interacciones entre sí.
·        Uso de instrumentos.
·        Exploración activa y sistemática.
·        Uso de distintas formas de registro y organización de la información.

Descripción de las actividades:
Actividad 1: “el aire ocupa un espacio”
Comprobación de que el aire forma parte de nuestro entorno a través de preguntas motivadoras: Le preguntaré a los niños: ¿Qué es el aire?, quizás respondan: “lo que respiramos”, si ningún otro afirma la respuesta, les propondré: “¿Qué pasa si nos  tapamos la nariz y cerramos la boca?”.  Les diré: “se cuenta que sin aire no podemos vivir”. Luego preguntaré ¿Pesa el aire? no, contestaran, ¿Se mueve el aire? “si, el viento se mueve” y ¿Qué es el viento?; ¿Hace ruido el viento? “si, cuando hay mucho viento se mueven los árboles o, se mueve la bandera” ¿Dónde está el aire? Y la mayoría contestara “arriba”.
En la exploración se propone inflar un globo:
Les entregaré un globo a cada uno, y le preguntaré: ¿cómo se infla el globo? “soplando”. Bueno, soplen e inflen ¿Y qué le ponen al globo para que se infle? “el aire de nuestra boca”. Ahora lo vamos a dejar de soplar, ¿Que le paso al globo? “se escapó el aire y se desinflo”. Y ahora, ¿Que tenemos que hacer para que no se escape el aire? “atarlo”. Lo ato y les digo: ¿Qué paso con el aire? “el aire se quedó adentro y por eso no se desinfla más”. Observación y registro de lo experimentado.
Materiales: Globos.

Actividad 2: “La pajita no se vacía”
Experiencias: “La pajita no se vacía”. Observación y registro de lo sucedido.
Les pediremos a los niños que se pongan de a 2. Luego les repartiremos los materiales, y comenzaremos con el procedimiento: primero ponemos una pajita en un vaso de agua y la introducimos en un recipiente con el extremo superior abierto, el agua entra en la pajita hasta que su nivel llega hacer el mismo que tiene en el vaso fuera de la pajita.
 En ese momento la presión sobre ambas superficies es la misma.
Si ponemos el dedo sobre el extremo abierto de la pajita y se  saca del vaso, el agua mantiene el mismo nivel en la pajita. Esto acurre porque el volumen del aire que atrapa el dedo con el que tapamos aumenta los justo para que la presión disminuya en la cantidad exacta, lo que hace que la presión sea la misma para el liquido en el interior que se encuentra al nivel de la superficie del liquido en el vaso.
El agua subirá lo justo para dejar un poco más de volumen para que el aire disminuya su presión en la cantidad deseada.
Observar si el agua entra en la pajita.
Sacamos la pajita en forma vertical con el extremo superior tapado. Comprobamos que el nivel del agua es el mismo tanto en la pajita como en el vaso.
Materiales: vasos, pajita     

Actividad 3: “el aire pesa”
Les pediremos a los niños que se pongan de a 2. Luego les repartiremos los materiales, y comenzaremos con el procedimiento: colocaran un pedazo de hilo en la mitad de la regla o varilla y la atarán o pegaran con cinta a la mesa de manera que quede en completo equilibrio, es decir en forma horizontal. Colocaremos cinta adhesiva en el hilo para que no se deslice.
Uno de los niños inflara el globo, lo atará (si no puede le prestaremos ayuda) y luego le ataremos un hilo de entre 10 y 15 cm. Luego el otro niño atará el otro extremo del hilo a uno de los extremos de la regla o varilla.
Nivelan la regla o varilla para que quede en perfecto equilibrio colocándole una esfera de plastilina en la punta. Luego procedemos a pinchar el globo con la aguja. ¿Qué sucede? “La balanza se inclina inmediatamente hacia el lado de la plastilina, mostrándonos que el aire sí pesa, aunque no podamos verlo” ¿Por qué sucede esto? “El aire tiene peso, y al escapar por el agujero, la balanza ya no está equilibrada. La tierra está rodeada por aire, y éste pesa sobre nosotros igual que sobre los animales, las plantas, la tierra y el mar” ¿Cuánto pesa el aire? “Los científicos calculan que el aire pesa 1,3 kilos por metro cúbico al nivel del mar, pero  debemos recordar que el aire frío pesa más que el aire caliente y el aire húmedo pesa más que el aire seco. Nuestra atmósfera pesaría alrededor de 5,000 millones de toneladas”.
Materiales: pedazos de hilo, globos, regla o varilla de madera de 40cm, plastilina, cinta autoadhesiva, una aguja.

Actividad 4: “el papel que no se moja”
Experiencias: “el papel que no se moja”. Observación y registro de lo sucedido.
Le pediremos a los niños que se pongan de a 2 o 3. Luego les repartiremos los materiales, y comenzaremos con el procedimiento: primero haremos una pelota con el papel y la colocaremos en el fondo del vaso. La pelota debe quedar encajada de tal forma que al invertir el vaso no se caiga.
Luego pondremos el vaso boca abajo y lo introduciremos verticalmente en el agua hasta que toque el fondo del recipiente. Inclinaremos el vaso poco a poco y veremos una burbuja escapando. Esto prueba que el vaso estaba lleno de aire.
Observar si el agua entra en el vaso.
Sacamos el vaso también verticalmente. Ahora hay que comprobar si el papel sigue tan seco como al principio.
Materiales: vaso transparente, papel, agua y recipiente grande (balde).

Actividad 5: “el viento”
Observación del aire en movimiento: El viento. Construcción de paracaídas (bolsa de nylon, hilo, un muñequito). Les repartiremos a los niños los materiales. Recortaremos las manijas de las bolsas y le diremos a los niños que peguen con cinta adhesiva o de papel un hilo a cada esquina de la bolsa. Luego ataremos los hilos de manera que los 4 queden de la misma longitud y la cinta adhesiva ubicada hacia fuera. Engancharemos un muñequito (que hayan traído los niños) al nudo del hilo.
Les pediremos a los niños que busquen diferentes formas de lanzamiento o caída del paracaídas en el patio del jardín, como: “prueben el paracaídas lanzándolo hacia arriba o subiéndose a una silla y déjenlo caer”. Les preguntaré: ¿Qué paso con los paracaídas a partir de las formas que eligieron para tirarlos?, ¿Cómo cayeron, rápido o lento?, ¿qué otras formas habrá para tirar los paracaídas? Luego junto a los niños realizaremos un registro, en una cartulina de las diferentes formas de caídas del paracaídas y si caían rápido y lento.
Materiales: Bolsa de nylon, cinta adhesiva o de papel, hilo cortados de 10 o 15cm y varios muñequitos.

Actividad 6: “Barrileteada”
Confeccionaremos junto a los familiares (que puedan concurrir) los barriletes de la sala, utilizaremos los materiales que cada niño haya podido llevar o se lo suministraremos nosotras.
Cada niño se ubicara en una mesa o en el suelo, con un familiar y comenzaremos la actividad de construcción:
  • Marcar en una varilla 1/3 de longitud y en la otra, la mitad. Unirlas, pegar con cinta y atarla.
  • Unir los extremos de las varillas con hilo y fijarlos con cinta, haciendo que queden a 90°.
  • Pegar las varillas a 90° grados entre si, al papel barrilete con la cinta; y luego colocar cinta uniendo las puntas de las varillas por encima del hilo, obteniendo un perímetro reforzado.
  • Cortar un trozo de 1,5 metros de hilo y atarlo en el extremo superior de la varilla vertical y a 1/3 desde debajo de la misma varilla.
  • Hacer un lazo con el hilo estirado a la altura de la mitad de la distancia entre la varilla horizontal y la punta superior. Ahí atar el hilo de vuelo.
  • Atar los extremos de la varilla horizontal por detrás del barrilete, formando un arco que tenga 4 centímetros de separación entre el hilo y la unión entre las dos varillas.
Una vez armado los barriletes, saldremos del jardín rumbo a la plaza del barrio, y allí remontaremos junto con las familias los barriletes de cada niño.
Materiales: 2 varillas de madera, de 80cm de largo. Cinta de Papel. Papel barrilete. Hilo.

Recursos:
Globos, papel glasé, papel afiche, placas radiográficas, cartulina, papel, vasos plásticos, bandejas, plastilina, botellas, jarras, gancho mariposa, alfileres, hilo, percha, 2 varillas de madera (80cm de largo), cinta de papel, papel barrilete, etc.

Anexo:
Video: “El aire y la atmósfera” (http://www.youtube.com/watch?v=OHpxyPURzdU)
Video: “Siempre en las nubes” (http://www.youtube.com/watch?v=0aYXftmVzrI)

Bibliografía:
·        Kaufmann, V. (2000) “Conocer el ambiente”: una propuesta para las ciencias sociales y naturales en el nivel inicial.  Buenos Aires. Ed. Paidós.
·        Kaufmann, V. (2001) “En relación con el diseño curricular”. Ciencias Naturales en el nivel inicial. Formación docente. Gob. Ciudad de Bs. As.
·        Dirección General de Cultura y Educación. Subsecretaría de Educación (2002). “Orientaciones didácticas para el nivel inicial parte 1”. Buenos Aires.

·        Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires, Secretaria de Educación, Dirección general de Planeamiento, Dirección de currícula para la educación inicial. Niños de 4 y 5 años: Área de Ciencias Naturales.

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