domingo, 16 de diciembre de 2018

Secuencia didáctica: La contaminación del agua.

Actividad realizada por:


FLORENCIA NOTARARIGO
MARIA ROSA AMAYA
GRISELDA RISSO
La misma se elaboró durante el curso virtual "Las problemáticas sociocientíficas en fisicoquímica" ofrecida por la DG de CyE.

SECUENCIA DIDÁCTICA "LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA"
INTRODUCCIÓN

Las personas nos vemos a diario en situaciones en las que debemos
decidir en
una gran variedad de asuntos muy relacionados con la ciencia y la tecnología
en el contexto de problemas de gran actualidad y relevancia y cuyas repercusiones
no sólo nos
afectan individualmente, sino también a nivel global (Bybee, 1991).
Evidentemente, no sólo se
requiere un determinado nivel de conocimiento científico, sino también un
tipo de pensamiento
riguroso y crítico, así como habilidades personales y sociales que ayuden a
desenvolverse en
una sociedad que crece en complejidad y en dependencia de la ciencia y la tecnología
(Dimopoulos y Kouladis, 2003). Esto implica que la enseñanza de
las ciencias debe ir más allá de la transmisión de conocimientos científicos (Gil
y Vilches, 2001).”
Muchos de los problemas socio-científicos tienen un claro componente ambiental
, por lo
que podemos considerar que los denominados problemas socio-ambientales
(Ravetz, 1997; Colucci-Gray et al., 2006; García, 2006), en el contexto de la
actual
situación ambiental y ecológica mundial, sin duda uno de los problemas de mayor
trascendencia es el referente al agua, no sólo por las fuertes desigualdades que
impone
su distribución geográfica, tanto en el tiempo como en el espacio, sino, sobre todo,
por las
decisiones políticas y económicas que determinan nuestra relación social con este vital
líquido.
Toda el agua que se consume en la Argentina, proviene de los mismos cuerpos de agua,
en los
que en muchos casos, son contaminados por medio de residuos cloacales e industriales,y los
valores registrados superan largamente las cifras consideradas peligrosas…

PROBLEMA

El problema socio científico a tratar en el trabajo es la contaminación por plomo en sangre,
como consecuencia de la contaminación del arroyo en Florencio Varela..
Como sabemos la contaminación del agua es un problema que crece día a día, por eso es
importante que los estudiantes sean capaces de poder tomar una decisión crítica y
responsable frente al asunto. Esta problemática permite la incorporación al aula de un
nuevo contenido el de soluciones, tipos de soluciones,concentración de soluciones y expresión
de concentraciones


ABORDAJE DIDÁCTICO
El siguiente trabajo está diseñado para ser aplicado en la materia Físico-química en un 2° año de
la EES básica en donde serán abordados los siguientes contenidos: Soluciones y concentración de
una solución pertenecientes al eje temático “La naturaleza corpuscular de la materia”; estos
contenidos serán abordados desde el problema socio científico “La
contaminación del agua”.
Este Problema Socio-Científico se puede trabajar interdisciplinar con Biología, en donde en la
Unidad n°1 “Evolución: origen y diversidad de las estructuras biológicas” se aborda la Teoría
de la Selección Natural, más específicamente cuando se habla de la adaptación de las
poblaciones a su ambiente.

CONTENIDOS:
  • Soluciones y concentración de una Solución.
 
Estos contenidos serán abordados desde el problema socio científico:                                    
  “La contaminación del agua”

SECUENCIA DIDÁCTICA

Objetivos de las clases:
● Motivar al alumnado a través del estudio de problemas socio científicos promoviendo el uso de
TICS.
● Hacer más atractivo el estudio de la fisicoquímica para potenciar el aprendizaje autónomo en
los estudiantes.
● Contribuir a la concienciación de los problemas medioambientales y al compromiso con un
desarrollo responsable para una mejor calidad de vida.

ACTIVIDAD INTRODUCTORIA:

Ideas previas:

Para comenzar el abordaje de la secuencia, se pretende lograr que los estudiantes manifiesten
lo que recuerdan respecto a:
estados de la materia, la formación y tipos de moléculas, enlace intermolecular y propiedades
generales del agua.
Se avanzará desde lo macroscópico hacia lo microscópico para facilitar la comprensión y ayudar
a la contextualización.

En forma expositiva junto a los estudiantes y haciendo uso del pizarrón se recordarán los estados
de la materia, y se hablará de los cambios de estado haciendo referencia a la teoría
cinético-corpuscular.
Para ésta actividad usaremos de ejemplo al agua en sus diferentes estados.
Luego, se hará un repaso de unión iónica y covalente mediante actividades en la carpeta.
Se hablará de algunas propiedades del agua (punto de ebullición, punto de congelación, disolvente
universal) vinculandola con lo visto previamente, para darle significado.
Para finalizar, se pondrá en común la resolución de la ejercitación, aclarando dudas o
preguntas que puedan surgir.

ACTIVIDAD 1

En grupos (máximo 5 estudiantes) deben observar  el siguiente video.
Pueden utilizar el lector de código QR del celular o mirarlo desde la computadora con el siguiente


Luego, cada grupo responderá las siguientes preguntas:

1) ¿A qué hace referencia el video?
2) ¿Creen que se relaciona con la realidad? ¿Por qué?
3) ¿Tienen alguna de las actitudes que realiza el protagonista del video en
su vida cotidiana? ¿Son conscientes de ello? Si es que la tienen ¿a qué
creen que se debe? Justificar sus respuestas.

Se  realizará un debate entre los grupos y la docente para favorecer el intercambio de ideas entre
pares y la reflexión.

ACTIVIDAD 2
Marca con una X para responder a las preguntas.

Preguntas
No

nada

un
poco
Lo
conozco
suficiente
Se lo
puedo
explicar
a
mis
compañeros
¿Podrías definir contaminación?




¿Conoces algún organismo o ley que regule la contaminación?




¿Sabes dónde buscar información sobre contaminación?




¿Conoces las causas de la contaminación?




¿Sabes cómo se pueden reducir los efectos de la contaminación?




¿Crees que el agua puede contaminarse?




¿Crees que el agua de tu ciudad está contaminada?




¿Conoces cómo está compuesta el agua?




¿Consideras al plomo como componente del agua?




¿Sabes dónde encontramos naturalmente al plomo?




¿Qué químicos contaminan al agua?




¿Se puede descontaminar el agua?




¿A quiénes afecta el agua contaminada?




¿Podemos ayudar desde casa a evitar la contaminación?




¿Puede reemplazarse el agua por otro elemento?





ACTIVIDAD 3:
Formen grupos de 5 estudiantes y lean con atención el artículo
"50 curiosidades sobre el agua"
a través del siguiente link:

* Utilizando la aplicación Glogster confeccionen un mural virtual acerca
de este tema.
Guía de uso de Glogster:

ACTIVIDAD 4
En ésta actividad le proponemos a nuestros estudiantes el análisis del siguiente artículo

Luego de la lectura y en forma grupal ( máximo 3 estudiantes)  respondan:

  1. ¿Qué problemática ambiental afecta a la población Florencio Varela?
  2. ¿Qué actividades se desarrollan en esa zona? ¿Tienen algún tipo de responsabilidad
  3. con la problemática que afecta a éste barrio?
  4. ¿Por qué les parece que esa problemática se puede definir como “socioambiental?
  5. ¿Qué elemento químico se encuentra presente en el agua?
  6. ¿Qué problemas de salud sufren esas personas debido a la contaminación del agua?
  7. a) ¿Qué actores sociales les parece que tendrían que actuar para tratar de resolver o de paliar  este problema?
b) Escriban un texto fundamentando su elección.
8) Los derechos ambientales son parte de los Derechos Humanos
¿Por qué les parece que esto es así?

Buscar información acerca de los derechos ambientales que establece la Constitución Nacional para
complementar la información.

ACTIVIDAD 5

Para ésta clase y luego de reflexionar y debatir con los estudiantes sobre las actividades realizadas,
les proponemos un trabajo de laboratorio.

En grupos (máximo de 5 estudiantes) deben ingresar a la simulación:
https://phet.colorado.edu/es/simulation/concentration

                                                                                                                                                      
  • Realizarán capturas de pantalla a medida que trabajan con la simulación para luego pegarlas en un documento  word.
  • Registraran   la experiencia y responderán  las consignas planteadas en la actividad.

A continuación responder:

  1. ¿Qué sucederá si agregamos más agua en el reciente? ¿ Qué se observará?
  2. ¿Qué se modificó? Explicar
  3. ¿Sucederá lo mismo si en vez de agregar agua la quitamos? Explicar brevemente.




ACTIVIDAD 6
ACTIVIDAD DE CIERRE:
ACTIVIDAD DOMICILIARIA

Elijan una de las siguientes pelÍculas, veanla en youtube y armen una presentación en power
point que incluya:
*breve sinopsis del filme
*reflexión acerca de la problemática del agua.

Para esta  actividad tomar como guía las siguientes preguntas:
*¿Cual es la problemática planteada?
*¿Donde suceden los hechos y en qué año?
*¿Cuales son los actores involucrados?
*¿Como se trata de solucionar esta problemática?
*¿En la actualidad siguen sucediendo situaciones similares?

PELÍCULAS PROPUESTAS:
Erin Brockovich (  EE UU  2000)
Se trata de la historia real de Erin Brockovich, una luchadora que se enfrentó a una compañía,
la PGandE, por haber contaminado las aguas de todo un pueblo con cromo hexavalente,
provocando innumerables enfermedades a sus habitantes durante más de veinte años.
Erin, interpretada por Julia Roberts , consigue reunir junto con el abogado
Ed Masry ( Albert Finney ) las denuncias suficientes como para hacer pagar a la
compañía una cifra nunca antes conseguida en Estados Unidos.

Una acción civil  (EEUU 1998)
Ocho familias de Wobum, Massachusetts, emprenden un proceso judicial
contra dos poderosas corporaciones, a las que acusan de haber contaminado el
agua del pueblo con residuos químicos que han causado la muerte por leucemia
a sus hijos. Un abogado especializado en lesiones ( Jhon Travolta)se hace cargo
de tan complicado caso.

Rango  (EE UU 2011)
Rango es un camaleón que llega por accidente al desierto de Mojave. Allí
se encontrará en el poblado de "Dirt", donde asola una grave sequía. De nuevo por
accidente, se convierte en sheriff del pueblo. ¿Solucionará Rango
el problema del agua? Film de animación del director de "Piratas del Caribe", con
las voces originales de Johnny Depp (Rango),

Chinatown (EE UU 1974)
Un detective especializado en divorcios ( Jack Nicholson)  atiende
a la esposa del jefe del Servicio de Aguas de la ciudad. Ella sospecha que
su marido la engaña. Al mismo tiempo el detective descubre que los
agricultores acusan al esposo de su clienta de corrupción por su
negativa a construir un pantano que paliaría la sequía que sufren. Poco
después, el escándalo salta a la prensa, pero la cosa se complica cuando
una mujer se presenta en su despacho con una sorprendente revelación.
También la lluvia   (Francia, México, españa 2010)
Costa y Sebastián ( Gael García Bernal) son dos cineastas que comparten un
proyecto: rodar una película sobre Cristóbal Colón en Bolivia. El filme pretende
denunciar la brutalidad de la llegada de los españoles a América, pero nunca
imaginaron que la historia se podría repetir en la actualidad. Y es que, en pleno
rodaje, estalla la Guerra Boliviana del Agua, donde los ciudadanos intentan
defenderse como pueden frente a un ejército moderno. Costa y Sebastián
iniciarán un viaje emocional que les cambiará para siempre. "También la lluvia",
cinta seleccionada por la Academia española para optar al Oscar 2011, es un
drama social que denuncia la precariedad histórica de algunas zonas de
América del l sur.

CONCLUSIÓN DEL TRABAJO:
Actualmente nos encontramos bombardeados de información acerca de los desastres
ambientales que con gran seriedad que estamos padeciendo, como el sobrecalentamiento
climático, la deforestación, la desertificación, contaminación de aguas, entre otros.
Estos problemas ambientales pueden resultar de distinta repercusión, ya sean locales, nacionales
(afectando a un país), internacionales (compartidos entre países limítrofes), o mundiales
( de gran escalas, repercuten en todo el mundo). Es emergente de esta cuestión,
una necesaria toma de conciencia acerca de cómo el hombre está interfiriendo en
el curso normal de la naturaleza y afectando a nuestro planeta Tierra.
Es necesario contar con nuevas estrategias educativas para entender y mitigar, desde
diversos puntos de vista, el deterioro ambiental de nuestro tiempo. La educación ambiental
(EA) es la herramienta elemental para que todas las personas adquieran conciencia de
la importancia de preservar su entorno y sean capaces de realizar cambios en sus valores,
conducta y estilos de vida, así como ampliar sus conocimientos para impulsarlos a la acción
mediante la
prevención y mitigación de los problemas existentes y futuros Creemos que este tipo de
prácticas en el aula generan que los estudiantes se motiven, conozcan e informen de la
problemática de su entorno, experimenten e interactúen y desarrollen capacidades
ambientales; asimismo, que valoren y adquieran compromisos con su entorno; que se
sientan capacitados para participar en los debates que involucran a la ciencia y la
tecnología. De esta
manera logran la apropiación de una serie de conceptos que mejoraron su argumentación
sobre las controversias sociocientíficas.

BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA.
● http://www.aargentinapciencias.org/2/index.php/grandes-temas-ambienta
les/agua-y-ambiente/contaminacion-del-agua/159-la-contaminación-por metales
● http://www.gob.gba.gov.ar/legislacion/legislacion/l-11820.html
● Ramos España, E. y Ruz Prieto, T. (2010). “Problemas socio-científicos y
Enseñanza-aprendizaje de las ciencias”. Investigación en la Escuela,
N°71.
● Diseño Curricular para la Educación Secundaria 2º de fisicoquímica.




                                                                     

domingo, 23 de septiembre de 2018

NANOTECNOLOGÍA Y ENERGÍAS ALTERNATIVAS


TÍTULO DE LA CLASE:
Nanociencias, nanotecnología y energías alternativas

CONTEXTO TEMÁTICO
Se está iniciando el eje 2 “La energía en el universo físico”, la parte de energías macroscópicas y su aprovechamiento. Ya se abordó el tema de las fuentes energéticas renovables y no renovables y de la crisis energética actual.

OBJETIVOS:
Con esta clase se pretende que el estudiante

      conozca qué es la nanotecnología y qué aplicaciones tiene
      reflexione acerca de la importancia que tendrá la nanotecnología para mejorar el rendimiento de la energía solar y de este modo preservar el medio ambiente
INTRODUCCIÓN AL TEMA

Se retomará con la lluvia de ideas que los alumnos armaron durante clases anteriores con sus ideas previas acerca de qué es la nanotecnología.

CONSIGNAS PARA EL ALUMNO:

ACTIVIDAD N°1:

Lean la entrevista al científico español Fernando Briones y miren la entrevista a la doctora argentina Cristina Hoppe en el capítulo 13 del ciclo “Mujeres de ciencia” https://www.youtube.com/watch?v=Wei7vfrkYUE y luego respondan:
1.       ¿Qué es la nanotecnología?

2.       ¿Las propiedades de la materia a escalas macroscópicas son iguales a una escala nanométrica?Explica.
3.       ¿Qué usos tendrá la nanotecnología en el campo médico?
4.       ¿La nanotecnología puede ayudar a la problemática de la contaminación del medio ambiente debido a la utilización de combustibles fósiles para obtener energía?
5.       ¿Qué opina el profesor Briones acerca del sol como fuente energética?
6.       ¿Por qué motivo es difícil utilizar la energía solar a gran escala?
7.       ¿Qué aporte puede realizar la nanotecnología para optimizar el rendimiento de la energía solar?

La idea es que los alumnos a través de la lectura de la entrevista y de la visualización del video puedan armar un concepto de nanociencias , nanotecnología y de las aplicaciones que tienen en la actualidad.


DIARIO EL MUNDO 16/1/2012
ENERGÍA | El universo de lo pequeño

Nanociencia y nanotecnología para conseguir energías alternativas


Desde hace ya tiempo, existen diversos estudios científicos en los que se demuestra que la utilización de combustibles fósiles como principal fuente energética ocasiona graves daños medioambientales, tales como polución y desajustes del clima. Nuestra sociedad necesita con urgencia cambiar de modelo energético.
La nanotecnología puede mejorar el rendimiento de materiales fotovoltaicos usados en los dispositivos de energía solar
En los próximos años, las nanociencias y las nanotecnologías pueden jugar un papel fundamental a la hora de facilitar esta ineludible conversión.
Para poder profundizar más en este tema hoy tengo la oportunidad de poder charlar con Fernando Briones, profesor de investigación del Instituto de Microelectrónica de Madrid (IMM-CSIC) y fundador de un grupo pionero en el mundo en la tecnología de Epitaxia de Haces Moleculares (MBE), la más avanzada en la fabricación de nanoestructuras semiconductoras. En la actualidad trabaja en el desarrollo de células solares fotovoltaicas más eficientes mediante la integración de nanoestructuras de nuevos materiales.
¿Cómo pueden contribuir las nanociencias a la obtención de tecnologías energéticas más respetuosas con el medio ambiente?
Fernando Briones.-Mediante sus grandes aportes al desarrollo de un nuevo modelo energético basado en opciones más racionales para la generación, almacenamiento, ahorro y distribución de energía. Fundamentalmente, en relación con el aprovechamiento de la energía solar, la fuente de energía más ubicua, más sostenible y limpia de que disponemos, apoyarán el desarrollo del concepto de 'cosechadoras' de energía solar. Células solares fotovoltaicas que combinarán un gran rendimiento de captación y conversión de los fotones solares en energía eléctrica, con un diseño inteligente y el empleo de materiales abundantes y de bajo coste.
Serán compatibles con el urbanismo actual y respetuosas e integrables en el medio natural, ayudando incluso a remediar zonas desérticas o devastadas.
¿Cuál es el rendimiento actual de conversión de la radiación solar en energía eléctrica?
F. B.- En las actuales células fotovoltaicas comerciales de silicio, oscila entre un 15% y un 20%, según la tecnología elegida y el fabricante. Su coste energético, es decir, el tiempo que deberían funcionar para devolver la energía empleada en la fabricación de un módulo completo, es actualmente inferior a un año y su tiempo de vida útil garantizado supera los 25 años.
Sin embargo, y a pesar del rápido crecimiento de las inversiones y expectativas en la industria fotovoltaica, su coste todavía es poco competitivo en relación al de las fuentes convencionales y es necesario investigar cómo aumentar significativamente el rendimiento o, alternativamente, reducir los costes de producción.
¿Qué puede aportar la nanotecnología para lograr este necesario aumento del rendimiento?
F. B.- Las células monolíticas multi-unión, desarrolladas inicialmente para el espacio y fabricadas por epitaxia de semiconductores GaInP/GaAs/GaInAs/Ge, han alcanzado ya este año un rendimiento récord de un 43,5% en la empresa Solar Junction, en California . En este desarrollo, por cierto, ha participado uno de los doctores formados en nuestro laboratorio, Ferrán Suarez, trabajando en la actualidad en dicha empresa.
Las células multi-unión funcionan óptimamente con concentraciones del orden de 500 soles, lo que permite que el tamaño de los chips sea muy pequeño (2,5 x 2,5 mm) y que, por tanto, el alto coste de los materiales y su fabricación quede más que compensado. Asimismo, sus pequeñas dimensiones también implican una reducción notable en el coste de instalación, sistemas de seguimiento, concentración óptica y mantenimiento que, en última instancia, definen la viabilidad económica de cualquier opción energética.
¿Y cuál sería la mejor opción para zonas geográficas con nubosidad?
F. B.-Utilizar células de bajo coste que mantengan un rendimiento mínimo por encima del 10 %. Para ello son ideales las tecnologías de película delgada, en materiales como el silicio nanocristalino y amorfo o los semiconductores orgánicos. Estas células pueden fabricarse como recubrimientos semitransparentes sobre las ventanas de los edificios y, en el caso de células de material orgánico, se podrán 'imprimir' sobre plásticos flexibles, tales como los que se utilizan en invernaderos. Alemania y Japón son los países que más se han decantado por estas tecnologías de película delgada, pero aún queda mucho por hacer, sobre todo en relación a la mejora de la estabilidad de los materiales a largo plazo.
Ha comentado que, aparte de los desarrollos en células solares, la nanotecnología también tendrá aportaciones en el campo del almacenamiento de la energía eléctrica. ¿De qué forma?
F. B.-Ayudará a que dispongamos de baterías ligeras, potentes, económicas, fiables y reciclables para que la opción del automóvil eléctrico sea una realidad en el próximo futuro. En la actualidad, se optimizan las características de estabilidad y procesos de fabricación más económicos actuando sobre el tamaño de las nanopartículas de LiFePO4 que constituyen el cátodo y en la nanoestructuración del los electrodos conductores de carbono para mejorar enormemente su capacidad (hasta 170A.h/ kg), su potencia pico y la estabilidad frente a múltiples ciclos de carga descarga.
El hecho de que las materias primas de estas baterías sean abundantes y no contaminantes, junto a las excepcionales prestaciones ya alcanzadas, muy superiores a las de las baterías de NiCd, hace que se esté librando en estos momentos una furibunda guerra de patentes y algunos retrasos en la adopción de estas tecnologías por las grandes compañías automovilísticas.
La nanoestructuración es también fundamental para el desarrollo de los supercondensadores, otro componente básico para aportar los picos de corriente necesarios en los motores eléctricos de los automóviles. Los últimos desarrollos en este campo alcanzan capacidades específicas del orden de 500F/g con un coste moderado y ya están llegando al mercado
¿Cuándo cree que se podrán generalizar los nuevos desarrollos?
F. B.-Las tecnologías básicas ya están muy avanzadas pero su aplicación global en gran escala depende ahora fundamentalmente de factores económicos, sociales y políticos muy ajenos a la ciencia y a la tecnología.










ACTIVIDAD N°2:

- Recordemos en qué regiones de Argentina se utiliza el recurso de Enegría Solar. ¿Es un recurso maximizado o explotado?¿Por qué?

-Se proyectará un breve video de energía solar utilizando nanotecnología

-En forma individual cada alumno tomará nota mientras se reproduce el video.
- Reunidos en pequeños grupos compararán las notas. ¿Tienen la misma información?.
-Realicen un resumen del video utilizando las notas de todos los integrantes del grupo.
- Cada grupo leerá la redacción obtenida por los aportes de todos los integrantes.
- Se analizará cuáles son los datos que se repiten en el total de los grupos y con ellos se realizará un mapa conceptual que se escribirá en el pizarrón.
-Realicen una lista de los aspectos negativos para el medio ambiente, a partir de la obtención de energía a través de los recursos estudiados a lo largo del año. Analicen de qué manera la Energía Solar preserva el medio ambiente, en contraposición a los ejemplos de tu lista.


ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN

Criterios de evaluación:

      Conocimiento del objeto de estudio de la nanotecnología y su aplicación en la optimización de la energía solar como recurso energético
      Interpretación correcta de las consignas
      Valoración de las ideas y opiniones propias y ajenas


PRIMERA PARTE:

1) Elabora un texto que explique como la nanotecnología podría contribuir al desarrollo de la energía solar y de este modo preservar el medio ambiente.
2) Intercambia el texto con tu compañero o compañera de banco , lee su producción y completa:

      Lo que mas me gustó de tu trabajo es -----------------------------------------------------------------------
      A tu trabajo le agregaría--------------------------------------------------------------------------------------------------

VALORACIÓN DOCENTE:

      Para el próximo trabajo te sugiero-------------------------------------------------------------------------------------------


SEGUNDA PARTE ( INDIVIDUAL):

1) ¿Qué es la nanotecnología?
2)Compara tu respuesta actual con la lluvia de ideas de la primera clase.
3) En la escala del 1 al 10 ¿Cuánto aprendiste sobre el tema ? Fundamenta tu respuesta.




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