Secuencia Didáctica para trabajar Circuito Eléctrico

Organización y Diseño del Plan de Clases

ð  MARCO TEÓRICO

1.    Fundamentación

En Segundo Ciclo, el área de Ciencias Naturales propone continuar avanzando progresivamente hacia una especialización del conocimiento, optando por un estudio más sistematizado de los fenómenos, problemas e interrogantes  que abordan las Ciencias naturales.

El bloque “Los Materiales” en 4to. Grado sugiere trabajar en cuanto a las interacciones de diversos materiales, por ejemplo con la electricidad. Por este motivo, se abordará el tema “Circuito Eléctrico”. Esta secuencia se orientará a enseñar, en principio, que un Circuito Eléctrico es un conjunto de elementos que están conectados entre sí  y por eso, permite generar, transportar y utilizar la corriente eléctrica. 

Seguidamente, se trabajará sobre los elementos que componen un circuito eléctrico: el generador que provoca el desplazamiento de la corriente eléctrica por el circuito, puede ser una pila o batería; el interruptor que abre o cierra el circuito, al abrir el circuito, la corriente eléctrica deja de circular y la lamparita se apaga, si se cierra el circuito, la corriente eléctrica se restablece y la lamparita se prende; los conductores transportan la energía desde la fuente hasta los receptores, por ejemplo los cables metálicos y los receptores que aprovechan la energía eléctrica de los circuitos y la transforman  en otro tipo de energía, como calor, luz, sonido, movimiento, etc.

También se trabajará a lo largo de las clases sobre las diferencias entre los materiales conductores y aislantes de la corriente eléctrica, qué condiciones se deben cumplir para que funcione un circuito eléctrico y la anticipaciones de resultados ante distintas situaciones, por ejemplo, la lámpara encenderá o no. 

Para esto, la docente propondrá durante tres clases distintas situaciones de enseñanza con variados recursos como la analogía y la incorporación de las tic, con la finalidad de que los alumnos puedan ir experimentando, desarrollando y construyendo los saberes necesarios para lograr armar un pequeño circuito simple.

2.    Contenidos

IDEA BÁSICA   Los materiales conducen la corriente eléctrica. Algunos materiales son buenos conductores y otros, malos conductores.

ALCANCE DEL CONTENIDO   o  Identificación de distintos materiales conductores y aislantes de la corriente eléctrica. o  Reconocimiento de las condiciones para el funcionamiento de un circuito simple.

 

3.    Objetivos

Que los alumnos aprendan:

1.    Lo que es un circuito eléctrico.

2.    Que componentes lo forman.

3.    A realizar un circuito eléctrico simple.

ð  MARCO PRÁCTICO

4.    Estructura de las clases

 

1ra. Clase

 

La docente comenzará la clase retomando lo trabajado sobre electricidad en los Desafíos de Ciencias Naturales, repasará junto con los alumnos los conceptos plasmados en los afiches.

 

Que todos los materiales:   v  Tienen carga eléctrica.   v Poseen la misma cantidad de carga positiva  que negativa.     v  Los electrones son los únicos que se mueven y pueden pasar de un material a otro.   v  Cargas iguales se repelen, cargas distintas se atraen.

 

La docente mostrará a la clase un circuito simple construido por ella, comentará que para que puedan comprender mejor su funcionamiento y logren construir su propio circuito, primero deberán trabajar con una representación en forma de circuito de bolitas.

 

A tal efecto, la residente dibujará en el pizarrón un tubo circular con bolitas y una fuerza que las empuja. A partir de allí, se irá preguntando a los alumnos por las similitudes más obvias entre el circuito eléctrico y el tubo de bolitas.

§  ¿Qué representaría el tubo de bolitas?    

§  ¿Qué sería la fuerza que empuja?

§  ¿Y las bolitas?

 

Se espera que los alumnos puedan relacionar el tubo de bolitas con los cables, la fuerza que empuja con las pilas o batería y las bolitas con la corriente eléctrica. A su vez se problematizará la analogía preguntando, por ejemplo:

§  ¿Qué pasaría si el tubo fuese más chico?

§  ¿Y si es más grande?

§  ¿Qué sucedería si la fuerza que empuja las bolitas es más fuerte y si lo hace más despacio?

 

La docente irá registrando en el pizarrón las distintas hipótesis que los alumnos comenten y dará un tiempo para que los alumnos las registren en sus carpetas. Luego cuestionará, si el tubo de bolitas es una representación del circuito eléctrico ¿Podrán plantearse las mismas hipótesis?

 

Para plantear hipótesis sobre el circuito eléctrico primero hay que saber que es un circuito eléctrico, para eso la docente vuelve sobre la analogía y plantea lo siguiente: si el tubo y la fuerza que empuja permiten la circulación de las bolitas, el cable y las pilas permitirían la circulación de la corriente eléctrica; por lo tanto, el conjunto de estos elementos que están conectados entre sí y permiten la circulación de la corriente eléctrica, forman un circuito eléctrico.

 

Para finalizar se registrará esta conclusión en un afiche y los alumnos harán lo mismo en sus carpetas.

 

2da. Clase

 

Al comienzo de esta segunda clase la docente retomará lo trabajado anteriormente preguntando ¿Qué recuerdan de la clase pasada? ¿Qué habíamos dicho que era un circuito eléctrico? Se espera que los alumnos den cuenta de la analogía de las bolitas y lo que han entendido de lo que es un circuito eléctrico.

 

Para continuar, se mostrará nuevamente un circuito eléctrico simple y se volverá sobre la definición. Si un circuito eléctrico es un conjunto de elementos conectados entre sí: 

1) ¿Cuáles serán esos elementos? 

2) ¿Cuántos serán, contemos? 

3) ¿Qué función tiene la pila en el circuito? 

4) ¿Los cables para que servirán? 

5) ¿Tiene sentido el circuito si no está la lamparita?

 

Con la respuesta de los alumnos, la docente irá guiando la conversación para concluir que un circuito eléctrico simple está compuesto por cuatro elementos y que cada elemento cumple una función determinada:

v  La fuente de energía que permite que la corriente eléctrica se mueva y puede ser una pila o una batería.

v  El interruptor que abre o cierra el circuito. Esto quiere decir que cuando el circuito está abierto la corriente eléctrica no circula, cuando de cierra la corriente eléctrica se reanuda.

v Los conductores transportan la energía desde la fuente hasta los receptores, por ejemplo, los cables.

v  Los receptores aprovechan la energía del circuito y la transforman en otro tipo de energía, por ejemplo calor, luz, sonido, movimiento, etc.

 

A continuación la maestra pedirá a los alumnos que saquen las netbook para trabajar con el programa kit de construcción de circuitos, diseñado por la Universidad de Colorado (Phet) y que copien en la barra de direcciones el siguiente link https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_es.html

A partir de que todos estemos ya en la página, la docente irá mostrando brevemente a los alumnos los elementos del tablero y explicando su función, dará unos minutos para que los alumnos exploren el simulador y a continuación propondrá la siguiente situación:

 

Malena y Rodrigo se fueron por dos días de campamento. A Rodrigo le tocaba llevar la linterna, pero como no la encontró en su casa armó algo provisorio para iluminarse con una lamparita, una pila y dos cables con los extremos pelados. En el apuro se olvidó de buscar las instrucciones para conectar todos los elementos y encender la lamparita. ¿Cómo habrá conectado los elementos para que la lamparita prenda?

 

Pasados unos minutos, cuando hayan logrado encender la lamparita se preguntará:

·         ¿Qué parte de la pila deben tocar los cables?

·         ¿Qué partes de la lamparita deben estar en contacto con los cables?

·         Si Rodrigo hubiera llevado un solo cable en lugar de dos al campamento ¿Hubiera podido encender la lamparita?

 

En la puesta en común se conversará que, según las demostraciones, los elementos de un circuito eléctrico tienen que estar unidos en un orden específico para que el circuito funcione. Se propone que para que esto quede registrado en la carpeta los alumnos dibujen el esquema de los dos tipos de circuito (con dos cables y con uno solo).

 

3ra. Clase

 

Para poner en práctica todo lo que estuvimos trabajando en las últimas dos clases, la docente propone a la clase que tomen de la carpeta el esquema que realizaron al final de la clase anterior, se dividan en grupos y que, despacio, nos traslademos a la sala de laboratorio para que cada grupo pueda construir un circuito eléctrico sencillo.

 

Una vez en el laboratorio se les proporcionará una lamparita, dos cables y una pila a cada grupo para que comiencen a probar y a poner en juego los nuevos conocimientos y logran encender la lamparita.

Al cabo de unos momentos, cuando todos hayan podido lograr encender la lamparita la docente dará una vuelta de tuerca y complejizará la situación, si quisiera apagar la lamparita sin desconectar los cables ¿Se podría cortar los cables y conectar un interruptor? La docente proporcionará algunos elementos como clip de plástico, clip de metal, trocito de papel aluminio, escarbadientes, para que los alumnos exploren. Luego de probar con varios elementos escribirán una conclusión sobre qué tipos de materiales son buenos conductores de electricidad y cuáles no.

 

Hasta el momento armaron un circuito simple con una lamparita y un interruptor, ahora se les propondrá a los alumnos que comprueben que pasa si colocamos otra lamparita ¿Encenderán las dos? Y si separamos las lamparitas ¿Dónde pondrían el interruptor para que enciendan una y la otra no?

Para mostrar en la cartelera de la escuela, la docente irá sacando fotos de los distintos momentos del trabajo y armará un afiche mostrando el proceso de producción y del producto terminado.